一、课程的教学目标与任务

生物医学工程是将现代工程技术、近代物理学、生物学和医学结合起来，形成对生命科学、现代医学具有极其重要意义的理、工、医结合的交叉学科；其属于技术科学范畴，以有生命的人为对象，用工程学原理，研究开发治病、防病、人体辅助功能等为医学应用服务的人工装置和系统；其特点是多学科交叉，内容庞大，充满创新性且发展迅速。本课程采取专题讲座的形式介绍生物医学工程几个主要研究方向的基本原理、典型应用、最新成果及未来发展。通过本课程的学习，学生可宏观了解生物医学工程的研究领域，并掌握有关生物医学工程的基本原理及技术，为后继的专业学习提供帮助。

二、课程具体内容及基本要求

（一）生物医学工程概论( 2学时)

介绍生物医学工程领域的整体概况，包括生物医学工程学科的发展历史，研究领域及发展现状。

1.基本要求

（1）了解医疗简史及现代医疗体系

（2）了解生物医学工程学科定义及培养目标

（3）了解生物医学工程学科的发展现状以及相应的学术组织

2.重点、难点

重点：现代医疗体系及生物医学工程的学科定义

难点：生物医学工程的学科定义

3.作业及课外学习要求：

调研生物医学工程领域目前热点研究方向及其要解决的主要问题。

（二）生物材料( 2学时)

介绍生物材料研究整体概况，了解基本的生物材料及其应用。

1.基本要求

（1）了解生物材料的机械特性及其测试

（2）了解医疗装置中的生物材料分类

（3）了解生物材料的生物效应

（4）了解生物材料老化及其对生物系统的影响

（5）了解生物材料相容性测试

（6）了生物材料和装置的设计原则

2.重点、难点

重点：生物材料的生物效应，生物材料老化，生物材料和装置的设计原则

难点：生物材料的生物效应

3.作业及课外学习要求：

调研某一类生物材料的生物效应当前研究进展。

（三）生物芯片与微流控技术( 2学时)

介绍生物芯片概念、类型及其实现原理；以及微流控芯片实现原理与应用。

1.基本要求

（1）了解生物芯片的类型、原理及应用

（2）了解组织芯片的分类及应用

（3）了解微流控技术及芯片制作技术

（4）了解微流控芯片单元原理及应用

2.重点、难点

重点：组织芯片原理，微流控芯片原理

难点：微流控芯片单元原理及制作技术

3.作业及课外学习要求：

调研当前微流控芯片设计技术和制作技术的研究进展。

（四）生物医学传感器( 2学时)

介绍生物医学传感器的分类、基本原理及应用。

1.基本要求

（1）了解传感器分类，传感器封装

（2）了解生物电位测量

（3）了解物理参数测量

（4）了解血气和pH值传感器

（5）了解生物分析传感器

（6）了解光学传感器

2.重点、难点

重点：传感器分类，各类传感器基本原理及应用

难点：生物传感器的基本原理

3.作业及课外学习要求：

调研当前某一类生物医学传感器的发展进展。

（五）生物医学信号处理( 2学时)

介绍生物医学信号的基本处理方法。

1.基本要求

（1）了解生物医学信号的生理基础及分类

（2）了解生物医学信号的获取及其特性

（3）了解生物医学信号的基本处理流程

（4）了解人工智能在生物医学信号处理中的应用

2.重点、难点

重点：生物医学信号时频分析方法，人工智能技术在生物医学信号处理的应用

难点：生物信号时频分析技术原理

3.作业及课外学习要求：

调研当前人工智能技术在生物医学信号中应用进展。

（六）生物医学中的光学与激光( 2学时)

介绍生物医学中的光学与激光工程的基本内容、原理和应用。

1.基本要求

（1）了解基本光学原理及生物组织中的光传播基本原理

（2）了解光对组织的物理作用及测量

（3）了解光学生化测量技术

（4）了解光学成像技术

2.重点、难点

重点：光对组织的物理作用及其测量技术，光学成像技术

难点：光学断层成像，混合光学成像

3.作业及课外学习要求：

调研当前光学断层成像技术应用进展。

（七）放射学成像及影像分析( 2学时)

介绍X射线成像、CT成像、超声，PET的基本原理，以及基本医学图像处理技术。

1.基本要求

（1）了解基发射型医学成像系统基本原理

（2）了解X线成像系统

（3）了解CT成像系统

（4）了解超声诊断成像系统

（5）了解核医学成像装置

（6）医学影像分析方法概述

2.重点、难点

重点：CT成像系统，核医学成像装置，医学图像处理方法

难点：CT成像基本原理，医学影像处理的基本方法

3.作业及课外学习要求：

调研CT成像技术的原理及应用进展。

（八）磁共振成像及脑科学( 2学时)

介绍磁共振成像基本原理、发展与应用；以及脑科学和神经工程学研究基本内容与发展。

1.基本要求

（1）了解磁共振成像技术的基本原理

（2）了解结构与功能磁共振成像技术的应用

（3）了解基于磁共振技术的脑科学研究进展

（4）了解神经工程学的相关领域及其进展

2.重点、难点

重点：磁共振成像技术，神经工程学的研究领域及其针对的问题

难点：功能磁共振成像技术原理及其应用

3.作业及课外学习要求：

调研功能磁共振成像研究进展。

三、教学安排及方式

总学时 16 学时，其中：讲授 16 学时，实验 0 学时，上机  0 学时，实践 0 学时，研讨 0 学时，线上 0 学时。

注：教学方式包括面授和线上，其中面授包括： 讲授、实验、上机、实践、研讨五种。

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时作业成绩和小论文成绩组合而成。各部分所占比例如下：

平时作业成绩：60%。对课堂介绍的生物医学工程研究领域，选择其中两个方向进行调研，撰写进展报告。

课程论文成绩：40%。学生根据课程讲授内容撰写生物医学工程研究领域某一方向技术及应用的进展进行调研，撰写较为详细规范报告，最后根据调研报告评定课程论文成绩。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

五、教材及参考书目

教材：《生物医学工程学进展》，谢德明主编，科学出版社

参考书目：

1.《生物医学工程学概论》第3版，John D.Enderle编，封洲燕译，机械工业出版社

2.《生物医学工程学概论》，董秀珍，俞梦孙著，科学出版社

3.《生物医学工程技术》，顾月清著，中国医药科技出版社

七、说明

（一）与相关课程的分工衔接

   《生物医学工程进展》课程采用较为通俗的方式对生物医学工程专业领域进行介绍，目的是让学生对生物医学工程专业有一个宏观了解，学生具有高中的物理化学基础即可，该课程能为后继学生进行专业课程选择有一定指导作用。

（二）其他说明

教材：《生物医学工程学进展》，谢德明主编，科学出版社

参考书目：

1.《生物医学工程学概论》第3版，John D.Enderle编，封洲燕译，机械工业出版社

2.《生物医学工程学概论》，董秀珍，俞梦孙著，科学出版社

3.《生物医学工程技术》，顾月清著，中国医药科技出版社