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生物醫(yī)學工程導論ppt課件-文庫吧在線文庫

2025-02-07 13:37上一頁面

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【正文】 次召開國際性生物流變學會議和生物力學討論會。 骨骼生物力學研究骨和骨骼體系的力學問題、骨的微觀結構與宏觀力學效應的關系、骨的耦合力學效應、骨的生長與斷裂的力學問題及骨骼生長的控制論等?,F(xiàn)在人工關節(jié)種類繁多,從人工關節(jié)設計、制造、植入和維護,既有工程問題,也有骨力學問題。它的力學性質與密質骨也比較接近,其疲勞壽命也較長,但其強度較低,目前只用于小關節(jié)。 生物材料是與人體組織 、 體液或血液相接觸或作用 而對人體無毒 、 無副作用 、 不凝血 、不溶血 , 不引起人體細胞突變 、 畸變和癌變 ,不引起免疫排異和過敏反應的特殊功能材料 。納米技術是繼互聯(lián)網(wǎng)、基因之后人們關注的又一大熱點。大約相當于頭發(fā)粗細的八萬分之一。表面具有很大的能量,具有常規(guī)材料根本不可能出現(xiàn)的多種新的功能和特性。納米碳材料的應用,使碳質人工器官、人工骨、人工齒、人工肌腱的強度、硬度、韌度等多方面性能顯著提高。 ? 生物系統(tǒng)建模與仿真 生物系統(tǒng)建模 是對生物的細胞、器官和整體各個層次的行為、參數(shù)及其關系建立數(shù)學模型的工作,最終希望用數(shù)學的形式表達出來。 生物系統(tǒng)控制是人為地外加控制條件來影響生物系統(tǒng)的生命過程,以達到某種特定的目的。這種方法的優(yōu)點是可在不損傷正常細胞情況下殺傷癌細胞。 此外利用聚焦的連續(xù)超聲振動或沖擊波振碎病變結石的沖擊波碎石技術近年來發(fā)展很快。 生物醫(yī)學信號的特點是信號微弱,隨機性強,噪聲和干擾背景強,動態(tài)變化和個體差異大,因此若要把摻雜在噪聲和干擾信號中的有用的生物醫(yī)學信號檢測出來,除要求用于檢測的傳感器系統(tǒng)具有靈敏度高、噪聲小、抗干擾能力強、分辨力強、動態(tài)特性好之外,對信號提取和分析的手段亦有較高的要求。目前,光纖傳感器已成為生物醫(yī)學分析的一個重要發(fā)展方向。微電子和微加工技術的進步,將導致集微傳感器、微處理器和微執(zhí)行器集于一體的微系統(tǒng)的問世與應用。 生物醫(yī)學信息處理技術的研究領域廣泛,但在發(fā)展之中,并存在大量的前沿性課題,均需繼續(xù)加強系統(tǒng)的、深入的研究,擴大其實用價值。在高分子序列分析,包括蛋白質和 DNA的 NN研究對于醫(yī)學有潛在的重要性。 計算機心電圖診斷系統(tǒng)已被用戶所接受,成為知識處理在醫(yī)療衛(wèi)生領域內為數(shù)不多的幾個成功應用的例子之一,在門診檢查、基礎護理、職業(yè)病防治、人口篩選和流行病研究等領域得到一定的應用。成像與圖像處理技術有時是結合成一體的?;谂R床知識、解剖學知識、成像技術知識和統(tǒng)計學知識等知識的綜合運用,使圖像處理技術發(fā)展迅速。 應該說,各種人工器官都存在許多問題有待解決。不少于 2022字。文獻綜述選題范圍廣,題目可大可小,大到一個領域、一個學科,小到一種疾病、一個方法、一個理論,可根據(jù)自己的需要而定,初次撰寫文獻綜述,特別是實習同學所選題目宜小些,這樣查閱文獻的數(shù)量相對較小,撰寫時易于歸納整理,否則,題目選得過大,查閱文獻花費的時間太多,影響實習,而且歸納整理困難,最后寫出的綜述大題小作或是文不對題??砂茨甏樞蚓C述,也可按不同的問題進行綜述,還可按不同的觀點進行比較綜述,不管用那一種格式綜述,都要將所搜集到的文獻資料歸納、整理及分析比較,闡明有關主題的歷史背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向,以及對這些問題的評述,主題部分應特別注意代表性強、具有科學性和創(chuàng)造性的文獻引用和評述。因此,在撰寫文獻綜述時應注意以下幾個問題: ⒈搜集文獻應盡量全。 總之,一篇好的文獻綜述,應有較完整的文獻資料,有評論分析,并能準確地反映主題內容。 ⒊引用文獻要忠實文獻內容。因此,應認真對待。因此文獻綜述的格式相對多樣,但總的來說,一般都包含以下四部分:即前言、主題、總結和參考文獻。是作者對某一方面問題的歷史背景、前人工作、爭論焦點、研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景等內容進行評論的科學性論文。 與自然器官相比,人工器官仍有一定的差異,大多數(shù)人工器官不能完全替代自然器官。 可以說,除大腦以外,對人體的其他器官都在進行人工器官模擬和替代的研究,其中許多人工器官已不同程度地用于臨床,已形成了相當規(guī)模的人工器官產(chǎn)業(yè)。 目前, B型超聲成像技術已經(jīng)普及應用,彩色超聲多普勒血流成像技術也已使用并日趨完善; x線 CT已發(fā)展到第五代,掃描速度有了很大提高; MRI的磁體重量不斷減輕,并在血流成像和波譜分析方面取得顯著進展;放射性核素成像可獲得組織化學及功能性圖像;應用計算機的顯微圖像技術已成為進行細胞和分子水平研究的重要手段。 醫(yī)學成像 是把生物體中的有關信息以圖像形式提取并顯示出來。除圖像分析外, NN還被廣泛地應用于心血管疾病的診斷及生化和化學分析等領域。人工神經(jīng)網(wǎng)絡提供了一種與常規(guī)分析方法不同的計算方法。 生物醫(yī)學信號的檢測與處理的方法,包括在強噪聲背景下對微弱生理信號的動態(tài)提取、多道生理信號的同步觀察與處理、生理信號的時間 ―頻率表示、自適應處理、醫(yī)學專家系統(tǒng)等。聲效應管生物傳感器是今后的重要發(fā)展方向之一,高度集成化后,可做成多功能微型傳感器。 生物醫(yī)學傳感技術因其關鍵地位而受到各發(fā)達國家的重視。生物醫(yī)學傳感器是獲取各種生物信息并將其轉換成易于測量和處理的信號(一般為電信號)的器件,是生物醫(yī)學信號檢測的關鍵技術。介入性治療中必須有超小型精巧的工具、符合臨床要求的材料和良好的工藝,這是工程性研究的主要內容。研究電、磁、輻射、超聲等物理能量作用和機理,并確定其有效劑量和安全標準,從而發(fā)展應用物理因子治療疾病的技術,并防止其可能的有害影響。因此研究這種復雜的生物系統(tǒng)就需要十分復雜的實驗,而對于某些條件下的生物系統(tǒng)研究,其實驗往往難以進行。 納米技術已經(jīng)滲透到:材料與制造、醫(yī)學與健康、環(huán)境與能源、納米電子學與計算機技術、航空航天探測等領域。 由于顆粒極度細化 , 晶界所占體積百分數(shù)增加 , 使得材料的某些性能發(fā)生截然不同的變化 , 例如 , 以前給人極脆印象的陶瓷 , 納米化居然可以用來加工制造發(fā)動機零件 , 在醫(yī)學上被用于骨科及齒科材料 . 納米技術的基本涵義: 是指在微觀環(huán)境下,即在納米尺寸范圍內,人類將認識和改造自然的能力延伸到原子、分子水平,通過直接操縱和安排原子、分子,原子團或分子團,使其重新排列、組合,創(chuàng)造出新的物質或物品的高新技術。 90年代起,各國科學家紛紛投入一場 “ 納米戰(zhàn) ” :在 100納米尺度的空間內,研究電子、原子和分子運動規(guī)律和特性。 形象地說,如果人站在月球上看地球,肉眼看見地球是一個球體,無法分辨出細節(jié)。生物材料的種類十分繁多,用途非常廣泛。硅橡膠有較好的生理相容性,但強度低,一般也只用于小關節(jié)。 從臨床的使用來看,以上材料的人工關節(jié)尚未引起抗原性反應或致癌。 目前,對于骨的動力特性和骨作為一種有生命的組織的微觀力學效應等方面,研究尚較少。 骨骼生物力學 (Skeleton Biological Mechanics) 骨骼生物力學是生物力學的重要分支。 近年來,由于醫(yī)學科學技術的發(fā)展.仿生學、宇航技術的進步,給生物力學提出了一系列問題,促進了生物力學的蓬勃發(fā)展。在學科形成的初期,這種仿效是必然的。不能將生物醫(yī)學工程看成是一門單純的技術科學,看作是各種現(xiàn)代科學技術在醫(yī)學上的簡單應用。 理論研究方面 , 利用生物系統(tǒng)建模與仿真技術對極為復雜的生命現(xiàn)象和生理過程的機制進行定量描述 , 如胰島素釋放控制模型和傳染病流行模型等;生物力學對骨 、 軟組織和血液的流變特性作了系統(tǒng)的研究 , 對心血管中血液流動建立了更接近生理的本構方程; 應用技術方面 , X射線計算機斷層掃描裝
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