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生物医学工程讲课课件
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目录
壹
生物医学工程概述
贰
生物医学工程基础
叁
生物医学设备与仪器
肆
生物医学成像技术
伍
生物医学信号处理
陆
生物医学工程前沿
生物医学工程概述
章节副标题
壹
定义与范畴
生物医学工程是应用工程原理和设计方法于生物医学问题，以改善人类健康和疾病治疗的学科。
生物医学工程的定义
01
该领域融合了生物学、医学、工程学等多个学科，致力于开发新技术和设备，如人工器官和生物传感器。
跨学科研究领域
02
生物医学工程师参与临床实践，设计和评估医疗设备，如心脏起搏器和MRI扫描仪，以提高诊断和治疗效果。
临床应用与研究
03
发展历程
19世纪末，随着电生理学的发展，生物医学工程开始萌芽，如心电图的发明。
早期生物医学工程
20世纪70年代，计算机技术的引入极大推动了生物医学工程的进步，如CT和MRI的发明。
计算机技术的融合
二战期间，对战场医疗需求的增加催生了人工器官和血液透析技术的发展。
二战期间的突破
发展历程
20世纪80年代，基因工程的兴起为生物医学工程带来了新的研究方向，如基因疗法。
基因工程的兴起
01
21世纪初，纳米技术在生物医学工程中的应用开启了新的研究领域，如纳米药物递送系统。
纳米技术的应用
02
应用领域
生物医学工程在医疗成像领域应用广泛，如MRI、CT和超声等技术，帮助医生进行疾病诊断。
01
医疗成像技术
生物材料和植入物是生物医学工程的重要分支，例如人工关节、心脏瓣膜等，改善患者生活质量。
02
生物材料与植入物
生物传感器用于实时监测生理参数，如血糖监测仪，对糖尿病患者的日常管理至关重要。
03
生物传感器
应用领域
组织工程利用细胞和生物材料构建组织或器官，用于修复或替换受损组织，如皮肤移植。
组织工程
药物递送系统通过设计特定载体，提高药物的靶向性和疗效，减少副作用，如纳米药物载体。
药物递送系统
生物医学工程基础
章节副标题
贰
生物学基础
01
细胞是生物体的基本单位，具有多种结构如细胞膜、细胞核，执行生命活动如代谢、生长和繁殖。
02
DNA分子携带遗传信息，通过复制、转录和翻译过程指导蛋白质合成，决定生物的遗传特征。
03
生物体由多个组织系统构成，如循环系统、神经系统，它们协同工作以维持生物体的正常生理功能。
细胞结构与功能
遗传物质DNA
生物体的组织系统
工程学原理
生物力学研究生物体的力学特性，如骨骼和肌肉的受力分析，对假肢设计和康复工程至关重要。
生物力学
生物信号处理涉及从生物体中提取、分析和解释信号，如心电图(ECG)和脑电图(EEG)的信号分析。
生物信号处理
生物材料学关注材料与生物系统的相互作用，如人工器官和植入物的材料选择和设计。
生物材料学
生物系统建模使用数学和计算工具来模拟生物过程，如疾病传播模型和药物动力学模型。
生物系统建模
01
02
03
04
材料科学应用
生物相容性材料如钛合金和聚乙烯，广泛应用于人工关节和心脏瓣膜，减少排斥反应。
生物相容性材料
生物降解聚合物如聚乳酸，用于制造可吸收缝合线和药物缓释系统，减少二次手术。
生物降解材料
纳米粒子可作为药物载体，提高药物的靶向性和疗效，如用于癌症治疗的纳米药物。
纳米技术在药物递送中的应用
智能生物材料如形状记忆合金，用于制造支架和心脏瓣膜，能够响应体温或体内环境变化。
智能生物材料
生物医学设备与仪器
章节副标题
叁
常用医疗设备
05
血液透析机
血液透析机用于治疗肾功能衰竭患者，通过清除血液中的废物和多余液体来维持生命。
04
呼吸机
呼吸机用于辅助或控制患者的呼吸，尤其在重症监护室中对呼吸衰竭患者至关重要。
03
X射线机
X射线机能够透视人体内部结构，常用于骨折诊断、胸部检查等，如在急诊室快速诊断中使用。
02
超声波诊断仪
超声波诊断仪通过发射和接收声波来形成体内器官的图像，广泛应用于产科和腹部检查。
01
心电图机
心电图机用于记录心脏电活动，是诊断心脏病的常用设备，如在医院进行常规体检时使用。
仪器工作原理
超声波成像技术
超声波成像通过发射超声波并接收其回声来创建体内结构的图像，广泛应用于胎儿监测和心脏检查。
01
02
磁共振成像（MRI）
MRI利用强磁场和无线电波产生身体内部的详细图像，对软组织的成像尤为清晰，常用于诊断神经系统疾病。
03
电生理信号监测
通过电极捕捉心脏或大脑的电信号，监测其活动，用于诊断心律失常或脑部异常活动。
04
X射线成像原理
X射线穿透身体不同密度的组织，形成图像，用于检测骨折、肿瘤等结构异常。
设备维护与管理
为确保设备准确性，定期进行检查和校准是必要的，例如心电图机和血压计的校准。
定期检查与校准
医疗设备的清洁和消毒对于防止交叉感染至关重要，如超声探头的消毒流程。
清洁与消
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