2014生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)

1、生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ),汪天富、陳昕、覃正笛、錢(qián)建庭、劉維湘、孫怡雯、張會(huì)生、沈圓圓、彭玨、周光前,深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)院,課程簡(jiǎn)介,生物醫(yī)學(xué)工程是基于工程學(xué)和生命科學(xué)的交叉學(xué)科，運(yùn)用工程學(xué)的原理、知識(shí)和方法解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題，如用電學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和其他工程學(xué)原理來(lái)解釋、修改、控制生物體系統(tǒng)，是工程學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁。本課程是生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)必修課程，對(duì)于全面掌握生物醫(yī)學(xué)工程的主要研究領(lǐng)域具有重要的引導(dǎo)作用。,課程簡(jiǎn)介,主要內(nèi)容歷史

2、回顧、道德與倫理問(wèn)題解剖生理學(xué)、生物電現(xiàn)象生物力學(xué)、康復(fù)工程及輔助技術(shù)生物材料、組織工程生物醫(yī)學(xué)傳感器、生物醫(yī)學(xué)儀器生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理生理系統(tǒng)建模與仿真基因與生物信息學(xué)醫(yī)學(xué)成像、放射成像計(jì)算細(xì)胞生物學(xué)與計(jì)算復(fù)雜性生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與激光體外診斷儀器,課程教材,考核形式,平時(shí)成績(jī)×30％ + 期末成績(jī)×70％平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)、考勤、課堂提問(wèn)、課堂測(cè)驗(yàn)等期末考試方式是撰寫(xiě)課程報(bào)告（文獻(xiàn)綜述）。,第一章

3、 歷史回顧,生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ),汪天富深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)院,主要內(nèi)容,現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變現(xiàn)代醫(yī)療保健體系什么是生物醫(yī)學(xué)工程生物醫(yī)學(xué)工程師的職能生物醫(yī)學(xué)工程的專(zhuān)業(yè)狀況幾個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)會(huì),本章要求,通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠：理解先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的巨大進(jìn)步在建立現(xiàn)代健康醫(yī)療保健系統(tǒng)中所扮演的重要角色明確什么是生物醫(yī)學(xué)工程，并能理解生物醫(yī)學(xué)工程師在健康醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)中的重要作用能夠解釋為什么生物醫(yī)學(xué)工程師是專(zhuān)業(yè)人士,醫(yī)療保健系統(tǒng)的

4、演變—依靠經(jīng)驗(yàn)和神學(xué),巫醫(yī)觀察某些疾病的特點(diǎn)，然后把經(jīng)驗(yàn)輩輩流傳。例如，通過(guò)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)科學(xué)有藥草學(xué)、接骨術(shù)、外科手術(shù)、助產(chǎn)術(shù)等。,長(zhǎng)期以來(lái)，埃及人敬重伊姆霍特普（Imhotep），并不是因?yàn)樗堑谝粋€(gè)金字塔（3000BC）的建造者，而是因?yàn)樗且晃恢尼t(yī)生。他能讓病人安靜地入睡，所以他的名字代表著“安寧蒞臨者”在早期的埃及文化中他因醫(yī)術(shù)高明被尊稱(chēng)為康復(fù)之神。,埃及的神學(xué)和最初的宗教一樣，高度強(qiáng)調(diào)超自然和個(gè)人健康

5、之間的相互關(guān)系。例如今天的處方中常用的神秘性標(biāo)志Rx來(lái)源于古埃及地傳說(shuō)“太陽(yáng)神和魯斯（Horus）的眼睛”。Horus幼年時(shí)遭惡魔賽斯（Seth）的攻擊眼睛失明，他的媽媽?zhuān)↖sis）求助于健康之神Thoth，Thoth立即診治使Horus的眼睛的視力和神力都得以恢復(fù)。因此，Horus的眼睛成為埃及神靈解除災(zāi)難和保護(hù)的標(biāo)志，之后Rx便被用作來(lái)連接古代和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的紐帶。,Imhotep的思想和他所實(shí)踐的醫(yī)術(shù)被許多人記錄在蒲草紙書(shū)上（古

6、墓中發(fā)現(xiàn)）。1873年George Elbers 獲得的一個(gè)書(shū)稿（日期標(biāo)注公元前1500年）就記錄了幾百種疾病的治療方法，從鱷魚(yú)咬傷到便秘?zé)o所不有。1862年Edwin Smith發(fā)現(xiàn)的莎草書(shū)稿（日期標(biāo)注公元前1700年），被認(rèn)為是古代最重要最完整的外科手術(shù)著作。這些文稿描述了一系列手術(shù)病例的診斷、預(yù)后和治療方法這兩本文稿無(wú)疑是醫(yī)學(xué)史上的杰出著作。,受古埃及Imhotep的影響，希臘人樹(shù)立了自己的醫(yī)神艾斯庫(kù)累普（Aesculap

7、ius）。據(jù)神話記載，艾斯庫(kù)累普是太陽(yáng)神Apollo造訪塵世時(shí)生的兒子，Apollo是個(gè)負(fù)責(zé)任的父親，和眾多現(xiàn)代父母一樣，他希望艾斯庫(kù)累普能成為一個(gè)內(nèi)科醫(yī)生。Apollo讓Chiron（人首馬身）做為家庭教師，教艾斯庫(kù)累普學(xué)習(xí)治病的方法。很快，艾斯庫(kù)累普在治療專(zhuān)業(yè)方面就很出色，而且青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，他使人們的壽命大大延長(zhǎng)，以至于陰間的人口數(shù)量都降低了。于是陰間之神Pluto非常憤怒，迫使天神Zeus用雷劈死了艾斯庫(kù)累普，并把他升

8、至天堂，成為奧林匹斯山上的神。,神學(xué)融入到了醫(yī)學(xué) 希臘神話中的醫(yī)神艾斯庫(kù)累普是現(xiàn)代內(nèi)科醫(yī)師的標(biāo)志,到1000年，醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)受人尊敬的專(zhuān)業(yè)。在希臘，艾斯庫(kù)累普寺廟屬于第一批醫(yī)院。,圖1.1被送進(jìn)艾斯庫(kù)累普教堂的患病兒童,,稱(chēng)作“醫(yī)學(xué)之父”的希波克拉底（Hippocrates）受醫(yī)生父親影響，年輕的時(shí)候就對(duì)醫(yī)術(shù)熟通，他給醫(yī)學(xué)注入了一種新的要素：科學(xué)精神，從此診斷檢測(cè)和臨床治療開(kāi)始代替了迷信。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變—首現(xiàn)“科學(xué)精神”

9、,希波克拉底使大家明白疾病是一種按邏輯逐步發(fā)展的自然過(guò)程，癥狀就是機(jī)體對(duì)病的反應(yīng)，而不應(yīng)該歸咎于神靈。希波克拉底和Cos寺廟培養(yǎng)了一大批人，他們遷移到地中海國(guó)家去行醫(yī)并傳播醫(yī)學(xué)理念。希波克拉底和他的學(xué)校以及起源于他的一些管理規(guī)定，構(gòu)成了醫(yī)學(xué)從巫術(shù)和神學(xué)中分離出來(lái)的突破口，成為現(xiàn)代理性醫(yī)學(xué)的奠基石。,當(dāng)羅馬帝國(guó)發(fā)展到鼎盛時(shí)期并且影響延伸到半個(gè)世界時(shí)，它們吸收的偉大文化包括醫(yī)學(xué)需要繼承傳下來(lái)。雖然羅馬在針對(duì)個(gè)人的臨床醫(yī)學(xué)方面的貢獻(xiàn)很小

10、，但他們?cè)诠册t(yī)療方面有顯著成就。例如，他們組織了遍及整個(gè)羅馬帝國(guó)的軍隊(duì)醫(yī)療服務(wù)隊(duì)，不僅在戰(zhàn)場(chǎng)上有急救站，在戰(zhàn)略要塞也建立了基地醫(yī)院。城市下水道系統(tǒng)和輸水管道的建設(shè)也是羅馬在醫(yī)療保健的社會(huì)醫(yī)療方面取得的顯著成就。堅(jiān)持不喝臟水，不吃臟食有利于控制和預(yù)防流行病。這觀念雖然原始，至今在都市生活中依然適用。不幸的是，由于缺乏關(guān)于疾病的科學(xué)知識(shí)，羅馬人在公共醫(yī)療上所有的成就也不能避免周期性的疾病災(zāi)難，特別是幾乎把整個(gè)城市摧毀的瘟疫。,起

11、初羅馬統(tǒng)治者對(duì)希臘的醫(yī)師和醫(yī)術(shù)不屑一顧。但是幾年之后，希波克拉底的弟子門(mén)留下的良好印象廣泛傳播。為了回報(bào)他們對(duì)羅馬人提供的醫(yī)療服務(wù)，愷撒大帝（Caesar，46BC）對(duì)所有的希臘醫(yī)生授予羅馬公民身份。這使得希臘醫(yī)生在羅馬的地位十分穩(wěn)固，以至于同一年當(dāng)羅馬遭受饑荒時(shí)，希臘醫(yī)生是唯一沒(méi)有被驅(qū)逐出境的外國(guó)人，相反，還給獎(jiǎng)金以使他們留下來(lái)。,具有諷刺性的是：被尊稱(chēng)為羅馬歷史上著名醫(yī)生的蓋倫（Galen）實(shí)際上是個(gè)希臘人。因?yàn)樗t(yī)治好了“

12、宮廷發(fā)熱病” 變成了羅馬醫(yī)學(xué)史上的名人。其實(shí)他和希波克拉底完全不一樣，蓋倫自大傲慢，自夸自詡，只報(bào)道成功的案例。不過(guò)蓋倫也確實(shí)是一名杰出的醫(yī)生，他的醫(yī)療診斷是一門(mén)藝術(shù)，除了照顧好病人，他還對(duì)遠(yuǎn)至而來(lái)的醫(yī)學(xué)咨詢進(jìn)行答復(fù)。蓋倫很勤奮，寫(xiě)下了300多本解剖體檢的書(shū)，內(nèi)容包括精選的歷史病例、他開(kāi)過(guò)的藥方。,但由于他反對(duì)人體解剖，只能根據(jù)動(dòng)物的解剖來(lái)畫(huà)出人體的解剖器官，這具有誤導(dǎo)性。由于當(dāng)時(shí)蓋倫主宰了醫(yī)學(xué)界，又獲得羅馬天主教會(huì)支持，事實(shí)上

13、也阻礙了醫(yī)學(xué)的求真探索。在之后宗教統(tǒng)治的黑暗時(shí)期，他的醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)和著作被羅馬教皇和權(quán)威人士看作“圣經(jīng)”和“法律”。 隨著羅馬帝國(guó)的滅亡，教堂變成了知識(shí)庫(kù)，尤其是幾世紀(jì)以來(lái)逐漸漂移到地中海區(qū)域的知識(shí)寶蔵，包括通過(guò)傳教士的書(shū)面?zhèn)鞑サ尼t(yī)學(xué)知識(shí)，并且分散在各教堂，在教徒中流傳。,醫(yī)院系統(tǒng)伴隨著基督教的信仰、人道主義和慈善一起傳播，散及全歐洲隨后又通過(guò)十字軍傳播到中東地區(qū)。但是，訓(xùn)練過(guò)的醫(yī)生主要在病人的家里治病，只有那些疲倦旅人、貧困者和認(rèn)為

14、沒(méi)希望的病人才會(huì)去醫(yī)院。雖然有一些醫(yī)院有完善的財(cái)政和管理系統(tǒng)，能夠人性化對(duì)待病人，但是大多數(shù)醫(yī)院其實(shí)就是看守所，主要就是把棘手的或患傳染病的人和公眾隔離。在這些機(jī)構(gòu)里充斥著擁擠、骯臟，病人和醫(yī)護(hù)人員死亡率都很高。因此，人們通常害怕并躲避醫(yī)院。,,15，16世紀(jì)文藝復(fù)興和宗教改革解除了教會(huì)對(duì)醫(yī)院和行醫(yī)者的強(qiáng)權(quán)控制。文藝復(fù)興時(shí)期，人們追求醫(yī)學(xué)知識(shí)等自然界真正奧秘的渴望再次被激發(fā)。人類(lèi)解剖的研究得到發(fā)展，藝術(shù)家米開(kāi)朗琪羅、拉斐爾、杜

15、勒，還有天才畫(huà)家達(dá)芬奇等都為深入研究人體解剖學(xué)作出了貢獻(xiàn)。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變—文藝復(fù)興時(shí)期的巨大進(jìn)步,伽利略（1564～1642）,在文藝復(fù)興時(shí)期，檢測(cè)技術(shù)也開(kāi)始發(fā)展，其中伽利略的貢獻(xiàn)最大。他通過(guò)對(duì)大批醫(yī)學(xué)學(xué)生講演數(shù)學(xué)科學(xué)，詳細(xì)說(shuō)明了他的著名理論和發(fā)明（望遠(yuǎn)鏡、溫度計(jì)、擺錘等）。伽利略提倡用實(shí)驗(yàn)和精確的測(cè)量方法幫助醫(yī)師進(jìn)行有效的診斷。測(cè)量的體溫、脈搏數(shù)據(jù)和一些特殊疾病的癥狀相關(guān)。顯微鏡的發(fā)展擴(kuò)大了人們的視野。,隨著人口城市化的

16、擴(kuò)張，英國(guó)的醫(yī)院尤其是大都市里的醫(yī)院和設(shè)備變得供不應(yīng)求。因此，在17世紀(jì)倫敦兩個(gè)大型醫(yī)院（St. Bartholomew’s 和 St. Thoma）實(shí)施了一項(xiàng)新的政策，即只接受可能被治愈的病人。那些無(wú)法治愈的病人就會(huì)被遣散到其他機(jī)構(gòu)，比如收容所、監(jiān)獄或濟(jì)貧院。,,直到19世紀(jì)，醫(yī)院才有能力讓大量的病人受益。這一時(shí)代的進(jìn)步是要?dú)w功于護(hù)理水平的提高南丁格爾從克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)回到英國(guó)，她認(rèn)為醫(yī)院死亡情況更多得是由于醫(yī)院的條件而不是疾病。

17、在19世紀(jì)后期，南丁格爾的影響深遠(yuǎn)，世界上很多醫(yī)院都是接受她的建議而建立起來(lái)的。,南丁格爾,南丁格爾的護(hù)理觀點(diǎn)是：“護(hù)理可以使我們擁有可能最佳的條件，以便于病人自然恢復(fù)健康，并保持健康。請(qǐng)注意，我們是護(hù)理病人，而不是護(hù)理疾病”。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變—護(hù)理的發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)療保健體系,20世紀(jì)，各種基礎(chǔ)科學(xué)（化學(xué)，生理學(xué)，藥理學(xué)等）開(kāi)始迅猛發(fā)展，物理學(xué)學(xué)的各種發(fā)明促使醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了飛躍。1903年威廉.愛(ài)因托芬發(fā)明了第一臺(tái)心電圖機(jī)，可以測(cè)量

18、心跳時(shí)的電位變化，由此開(kāi)創(chuàng)了心臟醫(yī)學(xué)和電位測(cè)量技術(shù)的新時(shí)代。這一時(shí)期新發(fā)明層出不窮，就像連鎖反應(yīng)一樣，其中對(duì)臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展最最重要的是X射線的發(fā)現(xiàn)。在倫琴描述他的新射線時(shí)，人體的秘密就開(kāi)始向醫(yī)學(xué)檢查敞開(kāi)了。,1895年:,X射線之父－倫琴,倫琴夫人的手指,倫琴的實(shí)驗(yàn)室,20世紀(jì)30年代磺胺藥物和40年代青霉素的開(kāi)開(kāi)發(fā)顯著降低了引起醫(yī)療危害的病人間的交叉感染。先進(jìn)的科技促進(jìn)了復(fù)雜的外科手術(shù)的發(fā)展。1927和1939年分別發(fā)明了呼吸機(jī)和

19、心肺分流術(shù)。40年代，心導(dǎo)管及心血管造影術(shù)得到了快速發(fā)展。實(shí)現(xiàn)了對(duì)由于瓣膜紊亂引起的心臟病的診斷，開(kāi)創(chuàng)了心臟和血管外科研究的新時(shí)代。50年代，顯微鏡進(jìn)入了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在觀察微小細(xì)胞方面成就顯著。,早期的心電圖機(jī),手術(shù)室的發(fā)展,醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)及儀器,從70年代起，醫(yī)學(xué)研究者已經(jīng)讓電子智能工具去進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算，進(jìn)行記錄（通過(guò)人工智能），甚至控制支撐生活的儀器器具。依靠不斷發(fā)展的先進(jìn)電腦技術(shù)開(kāi)發(fā)了新的醫(yī)療成像技術(shù)，例如電腦斷層攝像（CT）和核

20、磁共振技術(shù)（MRI）。 “部分器官替換”手術(shù)變得司空見(jiàn)慣。隨著1954年第一例腎移植成功，人工器官的觀念就普遍被接受并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域逐漸流行。這些技術(shù)創(chuàng)新從根本上改變了外科的組織和應(yīng)用。,20世紀(jì)90年代最顯著的科學(xué)技術(shù)成就就是人類(lèi)基因組計(jì)劃，結(jié)果，生物醫(yī)學(xué)工程一個(gè)主要的轉(zhuǎn)變就是從之前的僅僅對(duì)器官水平的研究集中到細(xì)胞分子水平。納米技術(shù)、組織工程和人工器官清晰地表明科學(xué)幻想將變成現(xiàn)實(shí)。技術(shù)對(duì)于影響醫(yī)療保健實(shí)踐提供了無(wú)限的潛能。通過(guò)閉路

21、電視和通信工具，可以為病人提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。多項(xiàng)普檢系統(tǒng)為大多數(shù)人群提供疾病預(yù)防，從而避免了需要診斷治療的人再跑到醫(yī)院。病人的自動(dòng)化護(hù)理記錄可以告知醫(yī)生病人在家和在醫(yī)院的身體狀況。,遠(yuǎn)程醫(yī)療,南極膝關(guān)節(jié)手術(shù),美國(guó)馬薩諸塞總醫(yī)院,雙向聲像連接,內(nèi)科醫(yī)師的新工具—激光手術(shù),,,,科學(xué)家和醫(yī)生將一顆狒狒的心臟移植到出生兩周的女?huà)塍w內(nèi),生物醫(yī)學(xué)材料,康復(fù)工程,德國(guó) Tübingen大學(xué)的 Birbaumer教授利用腦機(jī)接口技術(shù)(腦電

22、信號(hào))幫助一個(gè)完全癱瘓的患者進(jìn)行交流，病人甚至可以在家上網(wǎng)。,關(guān)愛(ài)老年人：A 全世界老年人口占12% B 到2050年，全世界老年人 口數(shù)量將第一次超過(guò)兒童 人口數(shù)量。C 每年有500萬(wàn)人死于中風(fēng),返回,生物醫(yī)學(xué)工程（BME）是以工程科學(xué)技術(shù)的思維、方法、原理與技術(shù)，研究生命科學(xué)、支持生命科學(xué)、服務(wù)生命對(duì)象而形成的一門(mén)跨學(xué)科的、新興的、綜合性學(xué)科。,什么是生物醫(yī)學(xué)工程？,生物醫(yī)學(xué)工程的綜合性非常強(qiáng)，它應(yīng)用電學(xué)、化學(xué)、

23、光學(xué)、力學(xué)和其他工程學(xué)原理來(lái)解釋、修改、控制生物系統(tǒng)。在醫(yī)院或醫(yī)療中心工作的生物醫(yī)學(xué)工程師稱(chēng)作臨床工程師更適合，但是理論上的區(qū)別在實(shí)踐中往往不太明顯，今天許多在美國(guó)醫(yī)院工作的這類(lèi)專(zhuān)家依然稱(chēng)作生物醫(yī)學(xué)工程師。,生物醫(yī)學(xué)工程擴(kuò)展了許多新的研究領(lǐng)域，包括：工程系統(tǒng)分析應(yīng)用（生理建模與仿真、生物控制）。生理信號(hào)的檢測(cè)和監(jiān)視（生物感應(yīng)器，生物醫(yī)學(xué)儀器）。利用生物電信號(hào)的處理技術(shù)提取診斷信息。開(kāi)發(fā)治療和康復(fù)設(shè)備（康復(fù)工程）。代替或增加人

24、體功能的設(shè)備（如人造器官）。病人數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)輔助分析和臨床診斷（醫(yī)學(xué)信息和人工智能）。醫(yī)學(xué)成像，即解剖結(jié)構(gòu)和生理功能的圖象顯示。新的生物制品的開(kāi)發(fā)（如生物技術(shù)和組織工程）,20世紀(jì)60年代，為了保障醫(yī)院病人的電氣安全，工程師開(kāi)始進(jìn)入臨床。當(dāng)著名的消費(fèi)者活動(dòng)家Ralph Nader 聲稱(chēng)“每年至少1200名美國(guó)人在醫(yī)院的常規(guī)診斷和治療中被電死”時(shí)，對(duì)臨床用電的擔(dān)憂達(dá)到了頂峰。大家推測(cè)病人觸電死亡的原因是導(dǎo)管插入病人體內(nèi)之后就在體

25、外到臨近心臟的血管之間形成了低阻抗通路，此時(shí)比正常電壓高得多的電壓就可能使病人。觸電死亡。盡管缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)的證據(jù)，但是強(qiáng)烈的抗議提高了醫(yī)務(wù)人員對(duì)病人使用醫(yī)療設(shè)備的安全意識(shí)。,一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)---醫(yī)院電氣安全---迅速應(yīng)運(yùn)而生。 電氣安全分析儀制造商和設(shè)備安全顧問(wèn)急切希望能滿足醫(yī)院安全的需求，一些公司開(kāi)發(fā)出確保病人安全的新產(chǎn)品，如隔離變壓器。為了滿足新的需求，醫(yī)院管理者考慮了一系列措施，包括：雇傭醫(yī)療設(shè)備制造廠家來(lái)進(jìn)行設(shè)備安全審查；

26、與共享的設(shè)備機(jī)構(gòu)簽訂合同；由醫(yī)院內(nèi)部員工來(lái)提供此項(xiàng)服務(wù)。很多醫(yī)院選擇了內(nèi)部服務(wù)并建立新部門(mén)來(lái)提供設(shè)備安全方面的技術(shù)。,由此一個(gè)新興工程學(xué)科---臨床工程學(xué)誕生了，許多醫(yī)院建立了中心臨床工程部門(mén)。 但電氣安全的敗例只代表了臨床環(huán)境中醫(yī)療設(shè)備安全的一小部分，設(shè)備既沒(méi)有完全清洗又沒(méi)有適當(dāng)?shù)木S護(hù)。 到20世紀(jì)70年代中期，設(shè)備使用前后的全面檢查已經(jīng)成為常規(guī)，形成了切合實(shí)際的檢查程序。在此發(fā)展過(guò)程中，臨床工程先驅(qū)人員發(fā)揮了重要的作用，他

27、們作為醫(yī)院人員梯隊(duì)里的新成員，發(fā)揮的作用越來(lái)越大。他們的工作包括：積極參與開(kāi)發(fā)低成本高效的方法，發(fā)展醫(yī)療技術(shù)。為醫(yī)院管理者提供咨詢，根據(jù)醫(yī)院條件和特定技術(shù)規(guī)格購(gòu)買(mǎi)醫(yī)療設(shè)備。啟動(dòng)科技新方法的應(yīng)用，并且協(xié)助標(biāo)準(zhǔn)制定部門(mén)的工作。培訓(xùn)醫(yī)護(hù)人員，使他們能夠安全有效地使用醫(yī)療設(shè)備。,20世紀(jì)90年代，在國(guó)際醫(yī)學(xué)與生物工程聯(lián)合會(huì)（IFMBE）下設(shè)立美國(guó)臨床工程學(xué)會(huì)（ACCE）和臨床工程部。今天臨床工程師為臨床職員提供了大量的工程技術(shù)服務(wù)，

28、是整個(gè)醫(yī)院重要的一部分（圖1.10）。現(xiàn)代臨床工程師既掌握醫(yī)院內(nèi)部具有的技術(shù)資源，又了解醫(yī)院外廠家的技術(shù)資源，使醫(yī)院可以有效地利用其資源。,返回,生物醫(yī)學(xué)工程師的職能,生物醫(yī)學(xué)工程師包括三種類(lèi)型：醫(yī)療保健系統(tǒng)的臨床工程師；工業(yè)界的生物醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)工程師；研究型科學(xué)家。第一種類(lèi)型是最普遍的，也可以稱(chēng)作問(wèn)題解決者。 生物醫(yī)學(xué)工程師必須能夠理解生物方面的問(wèn)題，并且用生命科學(xué)家可以理解的語(yǔ)音描述所設(shè)計(jì)的解決方法，否則，無(wú)法稱(chēng)之為“生物醫(yī)

29、學(xué)”。,第二種類(lèi)型比較少見(jiàn)，也稱(chēng)為“技術(shù)企業(yè)家”（更像工廠的生物醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)者）。他們認(rèn)為生命科學(xué)家和醫(yī)生的教育與現(xiàn)有的應(yīng)用技術(shù)能力間存在巨大差距，無(wú)法結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)水平來(lái)提出問(wèn)題。因此，科技企業(yè)家發(fā)現(xiàn)在生物和醫(yī)學(xué)的前沿領(lǐng)域技術(shù)可以發(fā)揮很大的作用，自己提出問(wèn)題，并自己解決。最終他們必須證明自己的成果是有用的，并說(shuō)服醫(yī)學(xué)界接納。相對(duì)于問(wèn)題解決者來(lái)說(shuō)，技術(shù)企業(yè)家的活動(dòng)帶有冒險(xiǎn)性，沒(méi)有現(xiàn)成的用戶。如果冒險(xiǎn)成功，不管是科學(xué)還是商業(yè)上，都會(huì)前進(jìn)

30、一大步。技術(shù)企業(yè)家的工作性質(zhì)決定了他們必須有大量的工程學(xué)，醫(yī)學(xué)知識(shí)和醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。,第三類(lèi)工程科學(xué)家，主要致力于應(yīng)用工程學(xué)原理和技術(shù)來(lái)研究生物學(xué)過(guò)程。在此過(guò)程中最有力的工具是研究中構(gòu)建的生物系統(tǒng)的物理數(shù)學(xué)模型。通過(guò)模擬技術(shù)和可用的計(jì)算機(jī)器，他們可以用模型理解那些對(duì)于分析計(jì)算和直覺(jué)感知復(fù)雜的特性。而且模擬的過(guò)程促進(jìn)了實(shí)際生物系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反過(guò)來(lái)也可以用來(lái)改善模型。因此，在這個(gè)過(guò)程中加深了對(duì)生物機(jī)理的認(rèn)識(shí)理解。,

31、像醫(yī)生和護(hù)士一樣，生物醫(yī)學(xué)工程師的最終職責(zé)為社會(huì)服務(wù)，這是一種職業(yè)，并不僅僅是熟練的技術(shù)服務(wù)。醫(yī)護(hù)人員和管理者需要充分認(rèn)識(shí)這個(gè)新職業(yè)的重要性及其培訓(xùn)目標(biāo)，使他們充分發(fā)揮作用。生物醫(yī)學(xué)工程師具有巨大的潛力、挑戰(zhàn)和前景，給我們帶來(lái)的不僅僅師技術(shù)方面的效益，還有人道主義效益。,生物醫(yī)學(xué)工程師的職能,醫(yī)學(xué)基礎(chǔ),電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),信息技術(shù),,,,,生物醫(yī)學(xué)工程師的必備知識(shí),生物醫(yī)學(xué)工程的專(zhuān)業(yè)狀況,生物醫(yī)學(xué)工程師是專(zhuān)業(yè)人員，專(zhuān)業(yè)人員的

32、定義就是在普通的集中培訓(xùn)中共享的技術(shù)價(jià)值可以得到人們的認(rèn)同。判斷一個(gè)人是不是專(zhuān)業(yè)人員取決于他是否具備某種內(nèi)在化的專(zhuān)業(yè)價(jià)值。而且基于技術(shù)能力得到相關(guān)的許可證書(shū)。他們大多有科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，專(zhuān)注其技術(shù)范圍內(nèi)的工作。在工作的時(shí)候，技術(shù)能力充分發(fā)揮，避免情感影響，尊重客觀現(xiàn)實(shí)，客戶的利益高于一切。,專(zhuān)業(yè)人員的最后一個(gè)特征是職業(yè)道德。醫(yī)生總是盡量寬容和支持病人，同時(shí)在面對(duì)病人需求和社會(huì)利益時(shí)又在道德上進(jìn)退兩難。例如：如何尊敬晚期病人的愿望又不促

33、進(jìn)他的死亡，關(guān)于醫(yī)學(xué)技術(shù)帶來(lái)的倫理道德問(wèn)題的討論將在第二章詳細(xì)討論。以下六點(diǎn)可以判定職業(yè)化地位：（1）第一個(gè)培訓(xùn)學(xué)校；（2）第一所大學(xué)；（3）第一個(gè)地方專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)；（4）第一個(gè)國(guó)家專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)；（5）第一部國(guó)家許可法律；（6）第一部正式的倫理道德準(zhǔn)則。,生物醫(yī)學(xué)工程的專(zhuān)業(yè)狀況,生物醫(yī)學(xué)工程師的職業(yè)模式,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)（協(xié)）會(huì),美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程研究院(AIMBE) 美國(guó)擁有世界上最大的生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)會(huì)團(tuán)體，其相關(guān)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)有：（1）美國(guó)臨床

34、工程學(xué)會(huì)，（2）美國(guó)化學(xué)工程師協(xié)會(huì)，（3）美國(guó)醫(yī)學(xué)信息學(xué)協(xié)會(huì)，（4）美國(guó)農(nóng)業(yè)工程師協(xié)會(huì)，（5）美國(guó)人工器官學(xué)會(huì)，（6）美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)，（7）醫(yī)療儀器促進(jìn)協(xié)會(huì)，（8）生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)，（9） IEEE生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)，（10）康復(fù)與輔助技術(shù)發(fā)展交叉學(xué)科聯(lián)合會(huì)，（11）生物材料學(xué)會(huì)。這些學(xué)（協(xié)）會(huì)把美國(guó)分散的生物醫(yī)學(xué)工程內(nèi)容統(tǒng)一在一起。美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程學(xué)會(huì)（AIMBE）成立于1992年，促進(jìn)各學(xué)（協(xié)）會(huì)的統(tǒng)一，處理公共政策問(wèn)題，為促

35、進(jìn)人類(lèi)健康和提高生活質(zhì)量不斷開(kāi)拓新技術(shù)的工程應(yīng)用。,電子電氣工程師學(xué)會(huì)（IEEE）是世界上最大的國(guó)際專(zhuān)業(yè)化機(jī)構(gòu)，擁有37個(gè)社團(tuán)和理事會(huì)。IEEE生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)（EMBS）師為8000余位生物醫(yī)學(xué)工程成員服務(wù)的重要國(guó)際組織之一。 EMBS的重要研究方向包括物理學(xué)和工程學(xué)的方法在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。學(xué)會(huì)每年資助召開(kāi)一次重大的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，同時(shí)也在世界各地主辦針對(duì)不同主題的地區(qū)性學(xué)術(shù)會(huì)議。,學(xué)術(shù)刊物有：生物醫(yī)學(xué)工程會(huì)刊（月刊）；神經(jīng)

36、系統(tǒng)和康復(fù)工程會(huì)刊、生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)會(huì)刊、納米生物學(xué)會(huì)刊（季刊）；IEEE醫(yī)學(xué)生物工程雜志（雙月刊）。,生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)學(xué)會(huì)（BMES）成立于1968年，為生物醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)提供同等的地位。BMES最初的目的是促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程知識(shí)和應(yīng)用的提高。每半年一次的正規(guī)會(huì)議安排在春季和秋季，而且一年會(huì)舉辦很多主題會(huì)議促進(jìn)和學(xué)會(huì)（如AIMBE和EMBS）的合作 。,作業(yè)(教材)5、請(qǐng)展望一下，工程學(xué)和生命科學(xué)中的那些方面的進(jìn)展將會(huì)對(duì)臨床醫(yī)療或生