生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)

1、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)、前沿和邏輯結(jié)構(gòu)一、 學(xué)科背景介紹生物醫(yī)學(xué)工程的興起有多方面的原因，根本原因是隨著社會(huì)物質(zhì)文明的進(jìn)步，人們對(duì)健康的關(guān)注與需求不斷增加；其次是隨著疾病譜的變化，疾病診斷，治療技術(shù)和裝備的發(fā)展，要求生命科學(xué)與工程科學(xué)有機(jī)結(jié)合。近50 年來，生物醫(yī)學(xué)工程已經(jīng)深入到生命科學(xué)、健康與醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，從生命現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)到生物學(xué)過程的定量化，從海量組學(xué)數(shù)據(jù)的分析到新藥創(chuàng)制，從臨床醫(yī)學(xué)到醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)，生物醫(yī)學(xué)工程，深刻改變了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)本身，并且預(yù)示著生命科學(xué)進(jìn)步和醫(yī)學(xué)變革的方向。經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的快速發(fā)展，尤其是近30 年來，隨著生物學(xué)相關(guān)知識(shí)和數(shù)據(jù)的快速積累，工程科學(xué)和物理科學(xué)已經(jīng)深入到生

2、物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面。幾乎每一個(gè)工程科學(xué)的分支學(xué)科都可以在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域找到其感興趣且可發(fā)揮其所長的研究內(nèi)容，因而也不斷催生新的交叉研究領(lǐng)域，如生物圖像與光學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，機(jī)器人學(xué)，心血管工程學(xué)，細(xì)胞與分子工程學(xué)，計(jì)算機(jī)生物學(xué)，生物信息和系統(tǒng)生物學(xué)，神經(jīng)工程學(xué)整形與康復(fù)學(xué)，呼吸工程學(xué)，組織工程與生物材料學(xué)等。以上交叉研究方向的迅速融合和研究內(nèi)容的日益深入，使得生物醫(yī)學(xué)工程成為近年來發(fā)展最快的學(xué)科之一。二、 制作目的和主題目的：運(yùn)用唯物辯證法相關(guān)原理，加深自身對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科基礎(chǔ)、前沿和邏輯結(jié)構(gòu)的理解，同時(shí)向大眾展示出生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的魅力。主題：3、 內(nèi)容介紹1) 生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ)：生物醫(yī)學(xué)工

3、程源于生命科學(xué)的發(fā)展和臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐的需求。其內(nèi)涵是應(yīng)用力學(xué)、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科以及電學(xué)，光學(xué)，材料學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)，信息科學(xué)等工程學(xué)科原理和方法來研究生物學(xué)和醫(yī)學(xué)問題，定量認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象和生物學(xué)過程的基本規(guī)律，理解、改變和控制生物系統(tǒng)，提升人類健康保障與重大疾病診治水平。2) 生物醫(yī)學(xué)工程的前沿：結(jié)合國際生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展趨勢，未來5-10 年，我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的戰(zhàn)略目標(biāo)分為8 個(gè)方面：1)深化生物力學(xué)、生物材料、組織工程、生物醫(yī)學(xué)影像、生物電子學(xué)等方面的基礎(chǔ)科學(xué)問題研究，為生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科乃至相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供新概念、新思想和新方法。3) 發(fā)展分子水平的疾病早期診斷方法，使之可以準(zhǔn)確預(yù)測疾病的

4、發(fā)生并于先期采取相應(yīng)的防治措施。例如，可用分子影像和高通量技術(shù)篩選評(píng)估致病基因。4) 發(fā)展智能傳感器，利用源自目標(biāo)生物組織的化學(xué)或生理信號(hào)，在正確的時(shí)間和位置釋放正確劑量的藥物。例如，葡萄糖活化胰島素給藥系統(tǒng)可以有效地替代糖尿病患者的胰腺功能。5) 發(fā)展工程化生物活組織，使之可以生長并發(fā)揮正常功能，從而使由心臟病、腎衰竭、關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷或其他因素所導(dǎo)致的受損組織或器官得以修復(fù)和再生。組織工程的發(fā)展可減小重復(fù)手術(shù)的概率，并克服當(dāng)前人工器官和關(guān)節(jié)的限制。6) 發(fā)展微損傷的、影像引導(dǎo)的或機(jī)器人輔助的微觀手術(shù)技術(shù)，并使之成為外科治療的標(biāo)準(zhǔn)手段。7) 發(fā)展遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)以大大擴(kuò)展醫(yī)學(xué)服務(wù)范圍。應(yīng)著力發(fā)展便攜式診

5、斷設(shè)備使之在農(nóng)村等條件簡陋的地方即可無損地采集生理、生化信息以及圖像數(shù)據(jù)，并將此類信息通過國內(nèi)或國際醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地傳至健康診療中心8) 發(fā)展個(gè)體醫(yī)療技術(shù)，可以針對(duì)每一位患者的基因特征進(jìn)行藥物選擇9) 發(fā)展新的方法來加快對(duì)復(fù)雜生物系統(tǒng)內(nèi)各單元之間定量關(guān)系的理解，并從基因到器官，再到整體的不同尺度對(duì)現(xiàn)有信息進(jìn)行整合，以最終用來預(yù)測生物學(xué)和病理學(xué)事件的發(fā)生和發(fā)展。當(dāng)前我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和重大交叉研究領(lǐng)域包括：分子-細(xì)胞的力學(xué)-化學(xué)與力學(xué)-生物學(xué)、人類健康與重大疾病的生物力學(xué)基礎(chǔ), 維納尺度生物力學(xué)與放生力學(xué)，組織修復(fù)材料的活性修飾及組織再生特性研究，生物材料表面與界面的生物功能化及其與生

6、物體相互作用，生物材料的生物相容性，用于疾病診斷和治療的生物材料，納米生物材料的生物學(xué)效應(yīng)，揭示干細(xì)胞全能性的生物學(xué)基礎(chǔ)及掌握干細(xì)胞的定向分化，支架材料的功能化，工程化組織的構(gòu)建，組織工程產(chǎn)品的安全性評(píng)估、標(biāo)準(zhǔn)化的建立及產(chǎn)品保存技術(shù)，分子影像成像的應(yīng)用基礎(chǔ)，臨床重大疾病的關(guān)鍵醫(yī)學(xué)影像基礎(chǔ)，腦- 機(jī)接口技術(shù)的理論和方法應(yīng)用，人類腦連接組學(xué)及腦網(wǎng)絡(luò)組學(xué)研究，植入式生物電子器件，生物電池，系統(tǒng)生物學(xué)的信息整合，神經(jīng)信息學(xué)，復(fù)雜醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的電子信息學(xué)。10) 邏輯結(jié)構(gòu)：生物醫(yī)學(xué)工程的研究主要包括生物力學(xué)，生物材料，組織工程，生物醫(yī)學(xué)影像，生物電子學(xué)等分支。4、 人員分工安排小組負(fù)責(zé)人：腳本：PPT文稿：

7、PPT制作：視頻錄制：視頻后期處理：5、 制作流程與時(shí)間規(guī)劃1. 第七周：確定分組2. 第八周：確定主題和分工3. 第十周：完成提交腳本4. 第十一周：進(jìn)行PPT文稿撰寫5. 第十二周：完成PPT的制作6. 第十三、四周：完成視頻規(guī)劃及錄制7. 第十五周：進(jìn)行視頻后期處理，得到成品并上交6、 使用技術(shù)和設(shè)備工1. 文檔制作(word)2. 列表( Excel )3. PPT展示(Power point )4. 錄像（相機(jī)，mobile phone ）5. 視頻剪輯（PR）6. 錄音（麥克風(fēng)）7. 特效制作（AE）8. 放映（多媒體）7、 可行性分析小組成員有豐富的PPT制作經(jīng)驗(yàn)小組中有善于進(jìn)行視頻剪輯的成員多媒體設(shè)備可在校學(xué)業(yè)指導(dǎo)中心借到，學(xué)業(yè)指導(dǎo)中心可提供錄播場地設(shè)備完善，時(shí)間充足。8、 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及措施設(shè)備問題：組內(nèi)有多臺(tái)可用錄制設(shè)備；多