生物医学工程前沿课程

生物医学工程前沿课程日期：目录CATALOGUE生物医学成像技术前沿生物力学与组织工程医疗仪器与纳米技术人工智能与生物医学大数据全球院校研究热点与案例生物医学成像技术前沿01磁共振成像（MRI）原理与创新应用核磁共振现象、弛豫过程、成像原理、图像重建与增强。MRI基本原理功能MRI（fMRI）、弥散张量成像（DTI）、分子MRI、MRI引导下的介入治疗等。高场强MRI、开放式MRI、可移动MRI等。MRI新技术神经科学、心血管疾病、肿瘤学、肌肉骨骼系统等领域的临床应用。MRI在医学中的应用01020403MRI设备发展与挑战医学光学成像与生物光子学医学光学成像技术01光散射成像、荧光成像、光学相干断层成像（OCT）、光声成像等。生物光子学原理02生物组织的光学特性、光与生物组织的相互作用、生物发光与光生物效应。医学光学成像在疾病诊断中的应用03早期癌症筛查、皮肤病诊断、内窥镜成像等。光学成像技术的挑战与未来04提高成像深度与分辨率、实现多模态成像、发展新型光源与探测器等。超声成像技术与微流控集成超声成像技术原理01超声波的产生、传播与接收，超声成像的分辨率与穿透性。微流控技术概述02微流体的基本概念、微流控芯片的制作与应用、微流控中的流体动力学。超声成像与微流控的集成应用03微流控超声传感器、超声驱动的微流控芯片、超声在微流控中的生物医学应用。未来发展趋势与挑战04超声成像技术的创新、微流控技术的进一步发展与挑战、两者在生物医学领域的融合应用。生物力学与组织工程02细胞力学与机械生物学细胞骨架与力学响应细胞骨架的结构、组成及其在力学刺激下的变化。细胞变形与运动细胞在力学刺激下的变形、迁移和分裂等现象。机械信号转导力学刺激如何转化为细胞内信号并影响细胞行为。细胞力学在疾病中的角色细胞力学特性在肿瘤、心血管疾病等中的作用。仿生材料设计原理模仿生物材料结构与功能的原理和方法。3D生物打印技术3D打印技术在生物制造领域的应用，包括打印细胞、组织和器官等。仿生材料的性能与应用仿生材料在人工器官、组织工程等方面的应用及其性能要求。3D生物打印的挑战与未来3D生物打印面临的挑战，如细胞存活率、打印精度等，及其未来发展方向。仿生材料设计与3D生物打印心血管生物工程与再生医学心血管生物工程01利用工程学原理和方法研究心血管系统的结构、功能及其疾病。再生医学02通过激活或移植干细胞等方法促进受损组织或器官的再生。心血管再生策略03干细胞治疗、组织工程等方法在心血管再生中的应用。心血管生物工程与再生医学的挑战04如何实现功能性心肌组织的再生，如何保证再生组织的稳定性等。医疗仪器与纳米技术03生物医学微器件与可穿戴设备生物传感器利用生物识别元件与信号转换元件，检测生物体内或生物体外的生理或化学参数，并将其转换为可识别信号的装置。微纳机器人可穿戴医疗设备通过微纳技术制造的机器人，能在人体内进行精准的医疗操作，如疏通血管、清除病灶等。如智能手环、智能眼镜等，通过连续监测和记录人体生理数据，实现远程医疗和健康管理。123纳米级诊断技术与癌症工程纳米诊断试剂利用纳米技术制造的试剂，能更准确地识别癌细胞和其他病变细胞。分子影像学利用分子探针和成像技术，在分子水平上揭示生物体的生理和病理过程。癌症靶向治疗通过纳米技术将药物直接输送到癌细胞，减少对正常细胞的伤害，提高治疗效果。手术机器人利用人工智能和机器学习技术，对医学影像进行分析和诊断，辅助医生进行决策。智能诊断系统智能康复器械结合机器人技术和康复医学原理，对患者进行康复治疗，帮助患者恢复身体功能。通过微创方式实施复杂手术的医疗设备，具有精度高、创伤小、恢复快等优点。手术机器人及智能医疗器械人工智能与生物医学大数据04医学图像识别医学图像分割通过机器学习算法，对医学影像进行自动识别和分类，提高诊断效率和准确性。将医学影像分割成不同的组织、器官或病变区域，为医生提供更精确的诊断信息。医学图像分析与机器学习医学影像配准将不同时间、不同设备或不同模态的医学影像进行配准，便于医生观察和分析。医学影像数据挖掘从医学影像中提取有用的信息，如病变特征、基因表达等，为科研和临床应用提供支持。健康数据建模与精准医疗健康数据获取与处理收集、清洗、整合来自不同来源的健康数据，建立标准化的数据模型。疾病风险评估基于健康数据，利用机器学习算法对疾病风险进行评估和预测。个性化治疗方案根据患者的个体特征，为其制定个性化的治疗方案，提高治疗效果和患者满意度。健康管理与预防通过对健康数据的持续监测和分析，提供健康管理建议和预防措施，降低疾病发生风险。脑机接口技术通过电极、传感器等设备，实现大脑与计算机之间的信息传输和控制，为残障人士提供新的康复和辅助手段。神经调控技术通过电刺激、磁刺激等手段，对神经系统进行调控和治疗，如帕金森病、癫痫等疾病的治疗。脑机接口伦理与安全探讨脑机接口技术的伦理问题和安全问题，确保其健康、合法、可持续的发展。神经信号处理对神经信号进行采集、处理和解码，提取有用的信息并应用于临床诊断和治疗。神经工程与脑机接口01020304全球院校研究热点与案例05癌症工程运用工程原理和方法，研究癌症的诊断、治疗和预防，包括新型治疗设备的研发、癌细胞成像技术、药物输送系统等。超声技术研究超声在医学领域的应用，如高强度聚焦超声（HIFU）在肿瘤消融中的应用，以及超声成像技术的改进与创新。俄亥俄州立大学：癌症工程与超声技术模仿生物系统的结构与功能，研发新型医疗器械和技术，如仿生假肢、仿生视觉系统等。仿生学运用工程技术手段，设计、开发和评估康复设备和辅助技术，帮助残障人士恢复功能、提高生活质量。康复工