生物医学工程选编.ppt

生物医学工程; 主要内容： 一、导论 二、生物医学工程的基本理论 三、生物医学传感技术 四、生物医生信号处理 五、医学影像技术 六、生物/医学通用技术及仪器介绍 七、分子诊断原理（重点） 八、癌症诊疗新技术及应用（重点） ; 参考书籍： 邓玉林，李勤. 生物医学工程学. 2007，第一版，科学出版社：北京. 马端. 生物学前沿技术在医学研究中的应用. 2007，第一版，复旦大学出版社：上海. ;相关医学知识;相关医学知识;相关医学知识;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论; 生物物理： 运用物理学理论，技术和方法研究生物体和生命现象中的物质结构、性质和运动规律及各种物理因子对生物体和生命过程影响的学科。 应用超导量子干涉仪测量人体中由生物电产生的磁信号，绘制出表现人体磁场随时间变化关系曲线—人体磁图。 生物力学： 力学与生物学、医学等学科之间相互渗透的边缘学科，试图从力学的角度来了解生命。利用力学知识解释生物现象，定量分析生命体的构造关系及功能。 如研究血液流变特性与疾病的关系；骨力学与骨折愈合的关系。 仿生学。;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;第一章 导论;;第二章 生物医学工程的基础理论; 第一节 生物力学 第二节 生物电磁学 第三节 超声医学 第四节 生物技术及生物工程 第五节 生物光子;第一节 生物力学; 第一节 生物力学 生物力学是解释生命及其活动的力学，是力学与医学、生物学等多种学科相互结合、相互渗透而形成的一门交叉学科。 ……力学 材料 生物学 医学…… ;分类I： 生物固体力学 骨， 口腔， 软组织等 生物流体力学 血液， 组织液等 运动生物力学 多刚体， 步态等;生物力学的发展简史： 生物力学开创者和奠基人：冯元桢 于1966年后开拓生物力学。 伽利略. 卡里勒： 用单摆度量人的心率 威廉.哈维： 证明血液流动的单向性，提出血液循环的概念 雷内.笛卡尔：发现因身体暴露而减轻体重，奠定了新陈代谢研究的基础 罗伯特.虎克：虎克定律 莱昂哈德.欧拉：动脉波传播 GA. Borelli: 所著《论动物的运动》，阐明了肌肉的运动和身体的动力学 R. Boyle： 研究肺，阐明鱼类的呼吸原理 J. Poiseuille: 创造用水银压力计测定主动脉血压的方法。血压计 ; 生物力学的研究方法：;骨及软组织生物力学 软组织力学特点： 柔软易变形，具有不同程度的抗拉强度，不能抗弯和抗压。 具备黏弹性： 蠕变：瞬间施加一力到物体，并观察该物体长度的变化； 应力松弛：瞬间将物体拉伸一长度，而后观察其力的变化。 软骨：覆在骨骼连接面上，主要成分为胶原蛋白和弹性蛋白。具有各向异性，在周期性受力时有滞后现象。 韧带、腱带：连接骨骼的为韧带，连接肌肉和骨骼的为腱带。主要成分为胶原纤维束。两者均具滞后现象、黏弹性蠕变、应用松弛。 肌肉：由肌动蛋白和肌凝蛋白肌纤之间形成教练键结而产生力量。 ; 骨的力学特性： 骨是脊椎动物身体的重要组成部分。在神经系统的调节和各系统的配合下，对身体起着支持、保护和运动的作用。人体中共有206块骨，分为躯干骨、颅骨、四肢骨。按形态分为长骨、短骨、扁骨和不规则骨。 骨最大的特点在于其内含有血液循环，血液向骨输送所需养料，同时带走代谢废物。 骨具有在拉伸、压缩和剪切状态下的极限强度、极限应变计本构关系。 骨具有功能适应性，可本能地适应了动物的存在条件，并能适应机体功能需要。;血液的流动力学 血液是在心脏与血管中循环流动的红色布透明的黏性液体，包含细胞（红细胞、白细胞、血小板）与液体（血浆）。 血液的黏度： Poiseuille定律：血液流量与压力差之间的关系。 由于血细胞的存在，血液的黏度随剪应变率的变化而变化。 心脏中的血液流动： 心室的充盈和射血。 心脏搏动的力学过程： 心室充盈期(AB)：心脏舒张，心肌松弛 等容收缩期(BC)：心肌收缩，心室内压力 提高，打开主动脉瓣 射血期(CD)：血液流入主动脉，心室收缩， 主动脉瓣关闭 等容舒张期(DA)：心肌松弛，心室压力 下降，二尖瓣打开 ;血液的流动力学 血流对血管壁的影响：血流（特别是形成紊流），对血管壁将施加较高的剪应力和交变的正压力，引起血管壁的损伤。 例：血管粥样硬化与血管壁的损伤有关。 静脉中的血液流动特点：