生物医学工程发展历史介绍

1、生物医学工程发展历史介绍我为什么要学？好的安康保障体系美国的制度穿插学科、创新思维迎接人类第三次生物革命 美国麻省理工学院院长 谈生命科学和工程学的融合生命科学与物理学和工程学融合所带来的第三次生物革命 沃森和克里克于1953年发现的脱氧核糖核酸构造为生命科学的两次革命奠定了基石。 这两次革命分别是分子生物学和基因组学 前者提醒了编码在内的信息是如何通过核糖核酸解译给完成生命功能的蛋白质的，后者帮助人们提醒了基因组所携带的信息。 沃森 克里克一对最正确伙伴，沃森熟悉噬菌体方面的实验，他的博士论文即与此有关，而克里克那么精通数学、物理学这些被沃森视之为有点难度的学科，他俩的合作是生物学与物理学互

2、补的最正确典范。 在生命科学方面，人们看到的将是生命科学与物理学和工程学融合所带来的第三次生物革命。在生命科学和工程学间，这种合作外表看更像是工程师在为生物学家和医学家提供效劳，然而正是它们的合作才孕育了生命科学再次革命的降临。 表示，两门学科严密的关系现在已经演变进化成了强有力的、富有成效的新生体，它们逐渐形成平等的关系，并出现两者走向融合的迹象。 在未来，合作双方各自将从融合中获益匪浅 生命科学与物理学和工程学融合生物医学工程领域 远古时期人们对疾病的认识与诊治：神灵的惩罚礼拜、祷告 巫医利用巫术进展诊治精神、心理治病方式：植物或动物治病术士或巫师们观察疾病的性质，凭经历形成了原始医学草药

3、医生、接骨者、手术者、接生婆等原始医学: 经历医学 ( 经历的、定性的)医疗保健体系的形成过程 病痛是随着原罪来到人间的。安康是上帝带给世俗最好的礼物，而上帝通过瘟疫将苦难施加于有罪之人，上帝的臣民需虔诚地接收所有的痛苦。在瘟疫或疾病发生的时候，人们往往聚集起来进展集体修炼，以鞭打自己或相互鞭打来赎罪。(古希腊)西方医学之父：希波克拉底(.460-377)给医学注入科学精神：疾病是体内失平衡引起的，病症是身体对抗疾病的反响，身体自身有自我康复的能力，医师的主要任务是帮助身体的自然力量恢复平衡。盖伦 ,129-216 , 根据希氏文集、柏拉图和亚里士多德等人的思想，创立了医学综合体系，罗马历史上

4、最伟大医师实践研究与科学逻辑相结合，解剖与生理，细致观察与医疗实践 。 撰写了“盖仑制剂、?论解剖规程?等300部著作他写的人体解剖学是根据对动物的研究结果画出的人体器官，有蒙人的成分，他反对对人体解剖、傲慢、喜欢吹嘘，但由于他当时主宰了医学界，又得到罗马天主教的支持，他实际上也阻碍了医学的求真探索。达芬奇等画家把盖仑用文字描述的人体画成实物图像，勾画出了人体的心脏、肺、大脑和肌肉的构造运用伽利略的运动和力学定律，求解了血液循环问题，测出了流经动脉的血流量，用于诊断心脏功能。维萨里是近代人体解剖学创始人。约翰汤姆逊(， 。1856年丙辰年1940年庚辰年)，著名的英国物理学家，以其对电子和同位

5、素的实验著称。他是第三任卡文迪许实险室主任。一幅他正在研究阴极射线管的肖像挂在实验室的麦克斯韦讲演厅里。看上去，他不善于具体操作，但对仪器工作原理的理解却是非常敏捷的。他发现了电子，并且获得了诺贝尔物理学奖。伦琴，1845年乙巳年3月27日1923年癸亥年2月10日，德国物理学家，1895年乙未年1月5日，他发现伦琴射线X射线，俗称X光。他因发现X光，于1901年获诺贝尔物理学奖，是世界上第一位获这特殊荣耀的人。这种光有非常强的穿透力，伦琴就根据?圣经?希伯来书，取希腊文“基督的第一个字母X为名，称为X光，即基督之光。16世纪文艺复兴时期开场了对疾病的测量时代从经历或定性到定量加里略1592温

6、度计、脉搏计 胡克，1666显微镜)列文虎克,1676)发现细菌荷兰生理学家艾因托分,1894)心电描记仪德国物理学家伦琴,1895)线，开创了人类第一张医学影像。德国物理学家布希,1926)电子显微镜。1927创造了呼吸机1939有人创立了心肺搭桥； 1940心导管血管造影；1947生物无线电遥测技术心、脑电；:由英国物理学家在1971年研制成功，先用于颅脑疾病诊断，后于1976年又扩大到全身检查。是用X线束对人体的某一局部按一定厚度的层面进展扫描，当X线射向人体组织时，局部射线被组织吸收，局部射线穿过人体被检测器接收，产生信号。经计算机处理产生解剖图像。：正电子发射计算机断层显像。将放射性

7、核素注入人体该核素在人体内衰变放出正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 光子，该光子被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的生理功能、代谢图像。：是上述二者的有机一体化组合，产生二者结果的图像融合，图像可提供人体的解剖构造、生理生化功能信息。放射性诊断工欲善其事，必先利其器现代有创呼吸机现代无创呼吸机现代医疗保健体系与生物医学工程相辅相成开展与电子胃镜类似，是一种带有微型摄像头的器械，腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进展的手术：使用冷光源提供照明，将腹腔镜头直径为310插入腹腔内，运用数字摄像技术与使腹腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统，并且实时显示在专用监视器上。

8、然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像，对病人的病情进展分析判断，并且运用特殊的腹腔镜器械进展手术。 三尖瓣如同一个“单向活门，保证血液循环由右心房一定向右心室方向流动和通过一定流量。 1963年，美国物理学家图像重建数学理论应用于放射医学研究1948超声诊断仪1958植入式人体心脏起博器，医用超声诊断仪创造50年代生物医学材料和人工器官开场研制与使用。如硅橡胶、聚氨脂；人工肾、人工肺、人工心瓣膜、人工晶体等。1972年，英国豪斯菲尔德工程师在美国科学家马克研究的根底上创造了X射线计算机断层扫描仪 ， 。1979年，豪斯菲尔德和马克获得诺贝尔生理学和医学奖。1973年，美国科学家

9、劳特布尔和英国科学家曼斯菲尔德研制出临床实用的磁共振成像仪 。同期上市的医疗器械仪器还有：心脏起搏器，高频电刀，激光刀，X线刀，超声刀，电子直线加速器等。20世纪末，由于生物技术和微电子技术的迅速开展，医用分析仪有了长足进步。生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，数十年来得到了巨大的开展，当代几乎所有的高新技术都被他所吸收和利用，并形成了一个庞大的新兴产业系统 单光子发射型计算机断层 )正电子发射型断层 )新近研制开发电阻抗断层 )一、现有医疗保障体系存在的问题1、医学离完全了解人体和解决安康问题还很远很多疾病得不到正确诊断误诊；待查；亚安康很多疾病得不到有效治疗无治疗方法；不肯定是否有效靠什么

10、来解决这些问题？加大生命科学与工程学的融合，开展生物医学工程安康系统工程2、以复原论为根底的现代医学科学不能适应人体和疾病的复杂系统我们应该看到复原论思想带来的科学进步、带来的现代医学的开展和对生命体的由表及里的认知，但也必须清楚：在复原论的指导下，我们对生命和疾病的认识是局部的、别离的、缺乏系统的、综合的、整体的和本质的认识和理解。韩启德院士在香山科学会议上的报告二. 在保障全民安康中过于偏重疾病 诊治和医疗技术的开展21世纪医学技术的开展从根本上改变了人类的生活，我们随时都在享用着这些开展。但是，随着医学技术的飞速开展，医学目的开场变得模糊，医疗技术开展在很大程度上失去控制。现实的后果 全

11、球性的医疗危机1.非传染性慢病) 成为人类安康和生命的主要危险2.巨大财力、人力的投入，但总体上控制不住的开展3.医疗费用消耗，远大于社会经济开展速率，是一种不可持续的态势 我要掌握哪些知识？ 我应该有何素质?生物医学工程学科的产生国际上起步于1958年法国巴黎，在19581961年间主要以医学电子、生物医学电子学。参加国家9个，与会学者50名。1965年在东京召开第6次国际会议，确立了医学电子和生物医学工程。( ) 特点：医用电子学为主导的医学工程我国生物医学工程1978年我国将生物医学工程确定为独立的学科，制定了学科开展规划 生物医学仪器及工程90年代正式列为生物医学工程学科只有一级学科，

12、无二级学科生物医学工程定义综合运用现代自然科学和工程技术的原理、方法，从工程学的角度，在多种层次上研究生物体，特别是人体的构造、功能和其它生命现象，提醒和论证生命运动的规律，深化对生命系统的认识，提供防病、治病、卫生保健、康复、平安防护的新理论和新方法，设计和研制用于防病、治病等的装置与系统、新材料、人工器官的一门新兴穿插学科 2003年3月国家计委就组织实施生物医学工程高技术产业化专项发布公告，其产业范围为：“生物医学材料制品、(生物)人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等生物学医学工程学生物医学工程学现代医学仪器

13、及技术按其用途可分为三类： 现代医学中影像观察、生理参数检测、临床检验等是根本的辅助诊断手段，相应的技术与设备：1影像检查设备射线包括、以及超声诊断仪、内窥镜、红外热成像、电阻抗成像等2电生理检测、分析与监护设备： 、等电生理信号检测；心率、血压、脉搏、血氧、呼吸、体温等生命指征检测及分析处理设备，动态心电监护、多道生理监护、母婴监护、胎儿监护等监护设备。3生化分析检验设备与方法： 生化分析肝功类、肾功离子、其他、血液分析(血细胞分析仪)、 血气分析22)、尿液分析等常规检验设备，荧光、免疫、基因芯片等新型生物学检验方法物理治疗的原理： (a)病灶的损毁、杀灭、切除； (b)活体组织与器官的修

14、补替代或功能辅助； (c)通过功能刺激促进新陈代谢，恢复机体和组织的正常功能。 相应设备分6类： 1放疗设备 2定向能量外科设备 3人工器官与功能辅助器械 4常规理疗设备 5康复医学设备 6医疗保健设备建立医院信息系统 ，)是构建医学信息系统的关键步骤，包括3个子系统：2022/7/19632)医院管理信息系统()包括门诊管理、病区管理、财务管理、药房管理、行政管理、人事管理系统等3医院办公自动化医院网站、电子邮件、公文传送处理及办公系统、电子图书馆等1临床信息系统 ，)： 图像存储与传输系统)，放射影像系统 )、实验室信息系统)、系统集成及电子病历 )、远程医疗、医学物联网等早期的生物医学工

15、程也称为医学工程学将综合运用数理科学原理和现代工程技术研究和解决基础医学和临床医学中的方法问题的分支学科称为医学工程学( )把综合运用数理科学原理和现代工程技术的理论和方法 研究和解决临床医学实际问题的分支学科称为临床工程学或临床医学工程( )生物医学工程是工程学与生物医学结合的产物理念上是综合与分析的结合结果上是工程技术或产品为生物医学效劳工程学综合生物医学工程学科的内涵工程学综合信息反响市场产品生物医学分析医学检验装置开发理论想法1、立于现实的“想法方案始于想法，科学技术的兴旺，好的创意将有可能激发一次特定的技术革命，“没有做不到的，只有想不到的。但想法必须立足于现实，不能盲目空想。2、理

16、论指导与支持为 “想法寻求现有的理论支持以此立足现实的“想法形成新的理论3、设计与开发根据理论原理，设计和开发设备或装置应用先进方法及软件满足生物医学的需要以上仅仅是工程学的工作4、信息反响与调整对所建的设备或方法进展临床试用，为装置或方法提供非常有用的反响信息。检验设计的合理性和可用性，为进一步开发和研究提供改进依据。5、临床医学检验广泛周密的临床检验，选择大样本，包括正常、异常样本的比较检验开发设备的可靠性、准确性和重复性，并反响信息，完善设计减少设计、制造或方法学误差，降低使用风险本过程完成生物医学学科的理念表现6、产品推广通过上述5个过程，实现了“理念的表达将具有真正意义的生物医学工程

17、产品推向市场。“结果是工程技术或产品为生物医学效劳生物医学工程学科的特点生物医学工程学工程学电子学计算机科学力学材料科学机械制造学生物医学生物学神经科学内科学外科学矫形科学 综合分析国际生物医学工程联合会的成立 国际生物医学工程联合会于1965年成立。至今已有近50年历史，2005年9月1日首次在中国上海召开了第27届，说明中国的生物医学工程有了很大的开展，这近50年来国际上生物医学工程发生了巨大变化。中国生物医学工程开展简况 1978年，国家科学技术委员会决定成立了生物医学工程学科组。 1979年，美国三院科学院，工程院，医科院院士冯元桢教授回国，邓小平接见了冯元桢教授，同时参加接见的有黄家

18、驷、陈方允。随后在重庆召开了第一次学科组会议。1980年，成立了中国生物医学工程学会，总会下设了10余个专业委员会。现在中国有100余高校和研究所培养本科生，硕士生和博士生。理论研究水平和国际水平差距不太大，但应用研发和理论与临床实践融合方面差距较大。具有国际水平的产品有体外反博器，冲击波碎石机，高强度超声聚焦刀，心血管系统状态监测仪。 现状与趋势 生物医学工程学的研究与应用已经在医学各领域发挥了巨大作用，今后需继续加强现有主要研究领域，用于无创无损检测、早期预防和干预生命状态调控、微创、无创手术、老年医学和家庭安康监护等方面的研究将得到长足开展。在人类慢性疾病肆虐的当代，人类安康科学、安康系

19、统工程学亦应成为的开展重点：1.用系统科学思想融合生命科学技术，开展安康科学、安康系统工程学；2.用安康物联网方式，在全社会范围内推进安康生活方式、推进人类对生命规律的深入认知和呵护。生物医学工程专业的人才培养目标解题人：临床工程师和生物医学设计工程师技术企业家 三类人才应具备的素质：能解决生命科学家提出的医学工程问题应具备的素质，自己根据人类安康保障的需求，寻找和确定先进技术发挥作用的突破口，自己提出研发理念，然后用软硬件实现成经得起临床检验的产品，并说服医学界接纳该产品需要掌握大量的工程学和医学方面的知识，具有丰富的医疗仪器研发生产经历工程科学家应具备的素质：能用工程学原理和技术来研究生物

20、学过程、需要良好的数理根底、生物医学根底和能开发尖端测量技术的能力总而言之：生物医学工程专业人才，需要具备足够的生物医学知识，和扎实的工程根底技术生物医学工程学具有的巨大技术经济效益和人道主义的社会效益专业学协会美国医学与生物工程学会 , 生物医学工程学会 , 美国生物医学工程协会 , 中国生物医学工程学会 主要企业美国强生：创立于1886年，目前在全球57个国家有230多家分公司，全球最具综合性、业务范围分布最广的卫生保健品制造商和相关效劳提供商。美国：隶属美国通用电气，是医学影像、信息技术、医疗诊断、监护、药物研发和生物制药等领域的全球领先者。美国美敦力：成立于1949年，是全球领先的医疗科技公司，现在120多个国家开展业务，致力于为慢性病患者提供终生的治疗方案。深圳迈瑞：中国大型医疗器械企业之一，主营生命信息与支持、临床检验、数字超声、放射影像等。山东威高集团主营输注耗材、输血器材、心脏支架及心内耗材、留置针及各种异型针、血液净化设备及耗材、骨科材料、手术设备及附件、创伤护理、微创器械及设备、产品及附件、大容量注射液、生物诊断试剂、手术缝合线、生物种植体。山东新华医疗 新中国最年长的医疗器械企业，主营消毒灭菌设备及耗材、放射治疗设备、X射线诊断设备