生物医学工程学概论 PPT精品课程课件讲义

（2）乙醇传感器
C 2 H 5 O H O 2 乙 醇 氧 C3 C 化 H酶 H H 2 O O
生物分子识别元件：乙醇氧化酶膜 信号转换元件：氧电极
C 2 H 5 O O H 乙 x 醇 C 脱 3 C 氢 H H 酶 R d O e
生物分子识别元件：乙醇脱氢酶膜 信号转换元件：Ox 电子传递介质（二茂铁、四硫富瓦烯）
酶的专一性：锁和钥匙的关 系。这种关系在生物大分子 的相互作用中具有普遍性，
对底物选择性地结合，避 免其它物质干扰。
3.酶促反应的动力学影响因素
底物浓度对反应速度的影响
ES ES EP
V
Vm Km
S S
Km:酶性质 Vm:酶催化效能
3.酶促反应的动力学影响因素
酶浓度的影响 pH 温度 抑制剂和激活剂
三、组织电极
以动植物组织薄片材料作为生物敏感膜的生物传感器
特点：
酶处于天然、理想状态，稳定、功效高 寿命一般较长 有些没有了解的反应途径或无条件拟合的体系，可直
接用组织代替 组织可直接成膜，便于固定，成本低 组织酶源广 商品化难以实现
实例1:猪肾组织L-谷氨酰胺电极
谷 氨 酰 胺 H 2 O 谷 氨 酰 胺 水 解 酶 谷 氨 酸 N H 3
工作条件：底液、pH、温度 响应曲线： 影响因素：组织、固定化、工作条件
问题
在酶传感器制备时，常用的酶固定化方 法有哪些？各有何优缺点？
组织电极与酶电极相比有何优缺点？ 式举例说明酶电极的制作原理和结构。
四、微生物传感器
1.特点
适合发酵体系 微生物的菌株价格低 其细胞内酶的活性因细胞增殖而再生,寿命长 适合完成需要辅助因子的复杂连续反应 干扰较酶传感器严重

生物材料
研究和应用各种材料， 如生物可降解材料和 生物涂层，用于医疗 器械和组织工程。
生物医学工程中的医疗器械设计与开发
设计创新
创新的医疗器械设计可以提高诊 断、治疗和康复效果，改善患者 生活质量。
3 D打印技术
通过3D打印技术，可以定制和制 造符合患者需求的个性化医疗器 械。
机器人外科手术
机器人技术在外科手术中的应用， 可以增强精确性和手术的安全性。
生物医学工程和生命科学交叉研究的重要领域， 可以用于研究和治疗基因相关的疾病。
生物医学工程和生命科学的合作推动了干细胞研 究的进展，为再生医学提供了新的治疗方案。
通过蛋白质工程技术，可以设计和改造具有特定 功能的蛋白质，用于疾病诊断、治疗和药物开发 等。
生物医学工程在医疗诊断和治疗中的应用
医学影像学
图像处理技术
图像处理技术在医学影像中的应 用可以提取有用的信息，辅助医 生进行诊断和治疗决策。
计算机辅助诊断
计算机辅助诊断系统利用机器学 习和人工智能等技术，帮助医生 准确诊断疾病。
机器学习
机器学习技术可以通过学习和分 析大量医学数据，提供个性化诊 断和治疗方案。
生物医学信号处理和分析
1
生物信号采集
生物医学工程课件
生物医学工程是研究使用工程技术解决生物医学问题的学科。它的作用包括 设计和开发医疗器械、研究和应用医用材料和组织工程等。
生物医学工程的历史和发展
1

起源
生物医学工程的起源可以追溯到古代文明时期，但真正发展起来则是在20世纪。
2
里程碑
20世纪50年代到70年代，生物医学工程取得了诸多重要的突破和进展，如人工 器官的研发和应用。
3

专业课程
深入学习生物医学工程的核心概念和技能， 包括生体信号处理、医学成像等。
论文写作
撰写生物医学工程相关的学术论文，培养科 研能力和学术思维。
学习资源和参考书籍
教材： 参考书籍： 期刊：
《生物医学工程导论》 《生物医学工程的原理与应用》 《生物医学工程杂志》
生物医学工程课件
欢迎来到《生物医学工程课件》！在这个课程中，我们将探索生物医学工程 的各个方面，包括应用、发展历史和未来趋势。
教学目标
1 全面了解生物医学工程 2 掌握生物医学工程领域
的本质和作用
的核心概念和技能
3 培养解决生物医学问题的创新思程是工程学和医 学的交叉学科，旨在研究和 开发应用于医学和生物领域 的技术和解决方案。
生物材料
生物医学工程涉及生物材料的研发，如人工血 管、骨填充材料和心脏瓣膜。
健康信息技术
生物医学工程在健康信息技术领域发挥作用， 如电子病历和医疗数据分析。
生物医学工程的历史发展
1
2 0世纪50年代
诞生了第一台电子计算机，为生物医学工程的发展奠定了基础。
2
2 0世纪70年代
生物医学工程开始应用于医疗设备和医学影像的研究和开发。
3
21 世纪初
生物医学工程领域迎来了快速发展，并融入了新兴的健康信息技术。
生物医学工程的未来趋势
1 个性化医疗
生物医学工程将推动个性化医疗的发展，根据个体的基因、生理特征和疾病信息 实现精准治疗。
2 生物材料创新
生物医学工程将继续研发创新的生物材料，以提高医疗设备的效能和生物可兼容 性。
3 健康信息技术发展
综合应用
生物医学工程的应用范围广 泛，涵盖医疗设备、医学影 像、生物材料、健康信息技 术等多个领域。

•谢
谢
生物医学工程
1.学科研究方向 2.学科分支 3.培养要求 4.就业前景 5.科研成果 6.最新动态
1.学科研究方向
计算机网络技术和各类大型医疗设备； （计算机网络技术包括：数字化医学中心， 医学图象处理及多媒体在医学中的应用， 生物信息的控制及神经网络生物医学信号 检测与处理。）
2.学科分支
（1）生物信息技术：实现生物技术和信息技
毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1．掌握电子技术的基本原理及设计方法； 2．掌握信号检测和信号处理及分析的基 本理论； 3．具有生物医学的基础知识； 4．具有微处理器和计算机应用能力； 5．具有生物医学工程研究与开发的初步 能力； 6．了解生物医学工程的发展动态；
4.就业前景
可在管理机构和国家机关，医学机构（临 床研究、高度专业化的医学护理，管理） , 在医疗器械的使用、销售和服务上，研究 所，大学（基础研究，教学），国际制药、 保健品企业（管理、研究和开发），私人 机构和医生合作，毕业生可直接参加高度 专业化的医学护理和解决临床基础研究的 问题，由他们研制的器械和系统对于疾病 的观察、诊断、治疗、缓解、起着很重要 的作用。
5.科研成果
马宗廉—— 模拟断层扫描实验仪，眼科斜视 自动测试仪 。 刘志成——新型减重步行康复训练装置 ，电刺 激痉挛运动点定位注射器针头 ， 拉丝髓内钉 。 周果宏、罗述谦——器官移植供、受者HLA快 速配型方法 全海英—— 医学三维图像处理软件， 动态心 电图分析软件 。
6.最新动态
2009年中国生物医学工程联合学术年会 年中国生物医学工程联合学术年会 反映生命科学、信息科学、 反映生命科学、信息科学、电子科学在生物医学工程交叉领 域融合所取得的最新成果，促进相关学者的交流与合作， 域融合所取得的最新成果，促进相关学者的交流与合作，提 升我国生物医学工程的整体水平， 升我国生物医学工程的整体水平，由中国电子学会生物医学 电子学分会、 电子学分会、中国生物医学工程学会生物医学传感器技术分 会、中国生物医学工程学会生物医学测量分会和中国光学学 会生物医学光子学专业委员会联合主办，重庆大学（ 会生物医学光子学专业委员会联合主办，重庆大学（重庆大 学生物工程学院）承办，重庆市生物医学工程学会、 学生物工程学院）承办，重庆市生物医学工程学会、重庆市 医疗电子工程技术研究中心和重庆市医疗器械产业技术创新 联盟协办的2009中国生物医学工程联合学术年会 联盟协办的 中国生物医学工程联合学术年会 （CBME’09）在包括重庆市科学技术委员会在内的重庆市政 ） 府部门支持下、在各分委员会领导下、 府部门支持下、在各分委员会领导下、在重庆大学和学院领 导指导下， 导指导下，同时也在在各友好单位和各位专家学者的大力支 持下， 日在山城重庆（ 持下，于2009年10月23日—24日在山城重庆（重庆大学） 年 月 日 日在山城重庆 重庆大学） 顺利举办。 顺利举办。

2 可降解植入物
利用可降解的材料制作植 入物，使其在人体内逐渐 降解并被组织取代。
3 人工关节
生物医学工程开发并且改 进人工关节，帮助关节炎 患者恢复正常的关节功能。
生物医学工程的生物力学
生物力学是研究生物体力学特性和力学行为的学科，生物医学工程应用生物力学原理来设计和改进医疗设备和 治疗方案。
骨折治疗
1 交叉学科
生物医学工程结合了生物学、医学和 工程学的知识，培养了能够为医疗领 域提供创新解决方案的专业人才。
2 创新技术
生物医学工程利用最新的技术和方法， 开发出了许多先进的医疗设备和诊断 工具，为疾病的治疗提供了新的选择。
3 改善医疗
生物医学工程的研究和创新可以帮助医疗行业提高效率、降低成本，并提供更好的医疗 服务和治疗效果。
“生物医学工程课件”
这个课件将为您介绍生物医学工程的基本概念、发展历史、应用领域以及与 医学的关系。通过本课件，您将更好地理解生物医学工程的学科复合性和与 医疗产业的结合。
何谓生物医学工程
生物医学工程是将工程学的原理和技术应用于医学领域，致力于设计、开发和改进医疗设备、治 疗方法和医疗技术，以提高人类健康水平。
生物医学工程的应用领域
医疗设备
生物医学工程在设计、开发和改进医疗设备方 面扮演重要角色，如心脏起搏器和人工关节。
医学成像
生物医学工程推动医学成像技术的发展，如MRI 和CT扫描，为疾病的诊断和治疗提供了重要的 工具。
生命支持系统
生物医学工程应用在生命支持系统上，如人工 呼吸机和人工透析机，延续了无数生命。
根据骨骼力学理论，设计和改 进用于骨折治疗的植入物和外 固定器。
人工关节
通过研究关节的生物力学特性， 改进人工关节的设计和运动模 拟。

生物医学工程学的定义：
生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机 科学与工程学原理，从事生物学、医学、行为学或卫生学 的研究，提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知 识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、 器械和信息学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，病人康 复，改善卫生状况等为目的一门科学。
医学影像技术
二、医学成像技术分类
1、X线成像：测量穿过人体组织、器官后的X线 强度； 2、核磁共振成像：测量人体组织中同类元素原 子核的磁共振信号； 3、超声成像：测量人体组织、器官对超声的反 射波或透射波； 4、核素成像：测量放射性药物在体内放射出的γ 射线；
医学影像技术
1、X线成像
普通X线成像（屏－片系统成像）是一种模 拟成像，是在X线摄影范围内， X线照片、荧光 屏的记录或显示从几乎完全透明（白色）到几乎 不透明（黑色）的一个连续的灰阶范围。它X线 透过人体内部器官的投影，这种不同灰度差异即 为任何一个局部所接受的辐射强度的模拟；从另 一角度讲是相应的成像组织结构对X线衰减程度 的模拟。
人工器官
生物医学工程导论
定义：人工器官是人体自然器官的功能 或器质的人工替代物。它主要研究和模 拟人体器官的结构和功能，用生物医学 材料和电子技术制成部分或全部替代人 体自然器官功能的机械装置和电子装置。 当人体器官病损而用常规方法不能医治 时，有可能给病人使用一个人工制造的 器官来取代或部分取代病损的自然器官， 补偿或修复或辅助其功能。
生物医学材料
定义
根据国际标准化组织(ISO)在1987年10月专门讨论 后的定义，生物医学材料就是：以医疗为目的，用于和 活组织接触以形成功能的无生命材料，包括那些具有生 物相容性或生物降解性的材料。
从应用的角度来看，生物医学材料是对可用于人工器 官、外科修复、理疗康复、诊断、检查、治疗等医疗保 健领域的一类具有特殊性能、特殊功能、满足特殊要求 的材料的总称。