【正文】 。不能將生物醫(yī)學(xué)工程看成是一門單純的技術(shù)科學(xué)，看作是各種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的簡單應(yīng)用。如果忽略了這一點(diǎn)，片面地追求科學(xué)技術(shù)的先進(jìn)性，或一味地追求生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，其結(jié)果必然是使生物醫(yī)學(xué)工程自身陷于困境 。先后在 18個(gè)省、直瞎市成立了分會，并于 1986年正式加入 IFMBE。目前全國有近四十所高校有相當(dāng)規(guī)模的生物醫(yī)學(xué)工程研究室、所，博士點(diǎn)十多個(gè)，碩士點(diǎn)幾十個(gè)，對我國的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)發(fā)展起了十分重要的作用。在學(xué)科形成的初期，這種仿效是必然的。 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的科學(xué)范圍 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是工程學(xué)與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，任何工程學(xué)科與生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的結(jié)合均屬于生物醫(yī)學(xué)工程的范疇，因此生物醫(yī)學(xué)工程的研究領(lǐng)域十分廣泛，并在不斷的發(fā)展，目前較成熟的領(lǐng)域有如下八個(gè)： 1. 生物力學(xué) 2. 生物材料 3. 生物系統(tǒng)建模與仿真 4. 物理因子在治療中的應(yīng)用及其生物效應(yīng) 5. 生物醫(yī)學(xué)信號檢測與傳感器 6. 生物醫(yī)學(xué)信號處理 7. 醫(yī)學(xué)圖像技術(shù) 8. 人工器官 ? 生物力學(xué) （ Biological Mechanics） ： 生物力學(xué)是力學(xué)與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科之間相互滲透的邊緣學(xué)科。具體地說，它將用經(jīng)典力學(xué)、固體力學(xué)、流體力學(xué)的知識來解釋生命的某些現(xiàn)象；用力學(xué)的方法定量地分析、研究生命系統(tǒng)的功能與構(gòu)造的關(guān)系，進(jìn)而探討生命的整個(gè)力學(xué)過程。 生物力學(xué)的研究，加深了對血液流變特性與疾病的關(guān)系，骨力學(xué)特性與骨折愈合的關(guān)系，血液流動規(guī)律與心血管疾病的關(guān)系等的理解。 近年來，由于醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．仿生學(xué)、宇航技術(shù)的進(jìn)步，給生物力學(xué)提出了一系列問題，促進(jìn)了生物力學(xué)的蓬勃發(fā)展。 生物力學(xué)的研究開始于 60年代。此后，美、歐、日、蘇、澳、加等國都相繼建立了專門的研究機(jī)構(gòu)，并多次召開國際性生物流變學(xué)會議和生物力學(xué)討論會。與此同時(shí)，中國力學(xué)會組織了全國性的生物力學(xué)專業(yè)組。 骨骼生物力學(xué) (Skeleton Biological Mechanics） 骨骼生物力學(xué)是生物力學(xué)的重要分支。這是因?yàn)樯矬w是有生命的，與無生命的工程材料結(jié)構(gòu)有著根本的不同。 骨骼生物力學(xué)研究骨和骨骼體系的力學(xué)問題、骨的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)效應(yīng)的關(guān)系、骨的耦合力學(xué)效應(yīng)、骨的生長與斷裂的力學(xué)問題及骨骼生長的控制論等。骨的組織結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，與生物材料力學(xué)的關(guān)系十分密切。 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(xué)效應(yīng)等方面，研究尚較少。 ? 骨骼生物力學(xué)的臨床應(yīng)用舉例：人工關(guān)節(jié)材料的選擇 人工關(guān)節(jié)置換術(shù)是骨骼生物力學(xué)最活躍的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?，F(xiàn)在人工關(guān)節(jié)種類繁多，從人工關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)、制造、植入和維護(hù)，既有工程問題，也有骨力學(xué)問題。 已被用做人工關(guān)節(jié)的材料有：超高分子聚乙烯、不銹鋼、鈦合金、鈷鉻鉬合金、陶瓷、硅橡膠和炭質(zhì)材料，其中陶瓷材料正逐漸被重視。 從臨床的使用來看，以上材料的人工關(guān)節(jié)尚未引起抗原性反應(yīng)或致癌。單純的鈦抗磨損能力較差，但鈦合金則能提高抗磨損性能。它的力學(xué)性質(zhì)與密質(zhì)骨也比較接近，其疲勞壽命也較長，但其強(qiáng)度較低，目前只用于小關(guān)節(jié)。 超高分子聚乙烯有高度疏水性，耐磨性也好，多用來做人工關(guān)節(jié)臼。硅橡膠有較好的生理相容性，但強(qiáng)度低，一般也只用于小關(guān)節(jié)。上述材料有否致癌作用，尚待進(jìn)一步研究。 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(xì)胞突變 、 畸變和癌變 ，不引起免疫排異和過敏反應(yīng)的特殊功能材料 。 這些材料主要分為醫(yī)用合成或天然高分子材料 、 醫(yī)用金屬材料 、 醫(yī)學(xué)陶瓷 、 醫(yī)用碳素材料 ， 以及它們的復(fù)合材料等類 。生物材料的種類十分繁多，用途非常廣泛。 生物材料已成功地就用于人工心臟瓣膜、人工血管、人工骨與關(guān)節(jié)、醫(yī)用導(dǎo)管、齒科材料、外科縫線、藥物緩釋載體、透析與超濾膜材料及一次性和植入性醫(yī)用制品等方面。納米技術(shù)是繼互聯(lián)網(wǎng)、基因之后人們關(guān)注的又一大熱點(diǎn)。８０年代初期，ＩＢＭ公司在世界上第一次研制成功表面分析儀器 —— 掃描隧道顯微鏡（ＳＴＭ），使人類第一次能夠觀察到單個(gè)原子或分子的排列狀態(tài)。 形象地說，如果人站在月球上看地球，肉眼看見地球是一個(gè)球體，無法分辨出細(xì)節(jié)。但如果使用放大上億倍的掃描隧道顯微鏡，則可以看到建筑物水泥墻或泥土中的沙粒。大約相當(dāng)于頭發(fā)粗細(xì)的八萬分之一。人們普遍認(rèn)為，納米技術(shù)是信息和生命科學(xué)技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展的共同基礎(chǔ)。 90年代起，各國科學(xué)家紛紛投入一場 “ 納米戰(zhàn) ” ：在 100納米尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律和特性。納米粒子就是納米尺寸大小的微小顆粒。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。幾十個(gè)原子、分子或成千個(gè)原子、分子 組合 在一起時(shí)，表現(xiàn)出既不同于單個(gè)原子、分子的性質(zhì)，也不同于大塊物體的性質(zhì)，如它的熔點(diǎn)、磁性、電容性、導(dǎo)電性、發(fā)光性和顏色及水溶性都有重大變化。 由于顆粒極度細(xì)化 ， 晶界所占體積百分?jǐn)?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(jī)零件 ， 在醫(yī)學(xué)上被用于骨科及齒科材料 . 納米技術(shù)的基本涵義： 是指在微觀環(huán)境下，即在納米尺寸范圍內(nèi)，人類將認(rèn)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(tuán)或分子團(tuán)，使其重新排列、組合，創(chuàng)造出新的物質(zhì)或物品的高新技術(shù)。 晶粒尺寸的減小將對力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響，使材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大大提高。納米碳材料的應(yīng)用，使碳質(zhì)人工器官、人工骨、人工齒、人工肌腱的強(qiáng)度、硬度、韌度等多方面性能顯著提高。 目前盡管已對納米材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了大量的研究，但在基礎(chǔ)理論及應(yīng)用開發(fā)等方面尚有大量的問題待探討。 納米技術(shù)已經(jīng)滲透到：材料與制造、醫(yī)學(xué)與健康、環(huán)境與能源、納米電子學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、航空航天探測等領(lǐng)域。報(bào)告指出：在十到十五年間，整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和一半以上的制藥工業(yè)，將依賴于納米技術(shù)。 ? 生物系統(tǒng)建模與仿真 生物系統(tǒng)建模 是對生物的細(xì)胞、器官和整體各個(gè)層次的行為、參數(shù)及其關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型的工作，最終希望用數(shù)學(xué)的形式表達(dá)出來。 生物系統(tǒng)的仿真 是用電子計(jì)算機(jī)求解生物系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以分析和預(yù)測各種條件下生物系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制和狀態(tài)的工作。因此研究這種復(fù)雜的生物系統(tǒng)就需要十分復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，而對于某些條件下的生物系統(tǒng)研究，其實(shí)驗(yàn)往往難以進(jìn)行。 生物系統(tǒng)建模與仿真可用于鑒別人體參數(shù)的異常以進(jìn)行疾病診斷、糖尿病等疾病的預(yù)報(bào)、血壓等參數(shù)的自適應(yīng)控制。 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(dá)到某種特定的目的。建立流行病模型，為人們制定疾病的防疫措施提供理論依據(jù)。研究電、磁、輻射、超聲等物理能量作用和機(jī)理，并確定其有效劑量和安全標(biāo)準(zhǔn)，從而發(fā)展應(yīng)用物理因子治療疾病的技術(shù)，并防止其可能的有害影響。強(qiáng)激光用于光凝、汽化和切割等手術(shù)治療，弱激光用于一般理療和針灸等非手術(shù)治療，應(yīng)用激光光動力學(xué)治療惡性腫瘤，激光治療已擴(kuò)展到臨床各領(lǐng)域。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可在不損傷正常細(xì)胞情況下殺傷癌細(xì)胞。 在動態(tài)實(shí)時(shí)圖像引導(dǎo)下，把精巧的手術(shù)器械經(jīng)腔口、小切口或血管導(dǎo)管送到病患的部位進(jìn)行手術(shù)治療的方法稱作介入性療法，由于創(chuàng)傷小，危險(xiǎn)性小，費(fèi)用少，故近年來發(fā)展較快。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