生物醫學工程概論
現代醫學影像技術及生物醫學光子學
院系：醫藥資訊學院工程
姓名：********
班級：生物醫學11
學號：1125413214
摘要：bme是一門新興的邊緣學科，綜合了工程學、生物學和醫學的理論和方法，在各層次上研究人體系統的狀態變化，並運用工程技術手段去控制這類變化。其目的是解決醫學中的有關問題，保障人類健康，為疾病的預防、**和**服務。
生物醫學工程興起於20世紀50年代，它與醫學工程和生物技術有著十分密切的關係，而且發展非常迅速，成為世界各國競爭的主要領域之一。生物醫學工程學與其他學科一樣，其發展也是由科技、社會、經濟諸多因素所決定的，是一門極有學習和研究價值的學科。
關鍵詞：影像技術生物醫學光學發展前景就業形勢
現代醫學影像技術
影像學診斷飛躍進步影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域之一。50年代x光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法，而今天由於x線ct技術的出現和應用，使影像學診斷水平發生了飛躍，從而極大地提高了臨床診斷水平。pet問世不過30年歷史，但它已顯示出對腫瘤學、心臟病學、神經病學、器官移植，新藥開發等研究領域的重要價值。
影像學診斷水平的不斷提高，與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。
醫學影像是臨床診斷疾病的主要手段之一，也是世界上開發科研的重點課題。醫用影像裝置主要採用 x射線、超聲、放射性核素磁共振等進行成像。x射線成像裝置主要有大型x射線機組、電子計算機x射線斷層成像裝置(ct)；超聲成像裝置有b型超聲檢查、彩色超聲都卜勒檢查等裝置；放射性核素成像裝置主要有γ照相機、單光子發射計算機斷層成像裝置和正電子發射計算機斷層成像裝置等；磁成像裝置有共振斷層成像裝置；此外還有紅外線成像和正在興起的阻抗成像技術等。
**儀器裝置的發展比診斷裝置要稍差一些。目前主要採用的是x射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器裝置。大型的如：
直線加速器、x射線深部**機、體外碎石機、人工呼吸機等，小型的有雷射腔內碎石機、雷射針灸儀以及電刺激儀等。
目前各國競相發展的高技術之一為醫學成像技術，其中以影象處理，阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術以及影象存檔和通訊系統為主。在成像技術中生物磁成像是最新發展的課題，它是通過測量人體磁場，來對人體組織的電流進行成像。
現代生物醫學光學
生物醫學光學（biomedical optics）是近年來受到國際光學界和生物醫學界廣泛關注的研究熱點，在生物活檢（使用光學相干弱層析成像技術——oct）、光動力**（pdt）、細胞結構與功能檢測（運用雷射共焦掃瞄顯微鏡）等問題上取得了可喜研究成果，目前正在從巨集觀到微觀多層面上對大腦活動與功能進行研究。
光學成像技術與分子生物學技術的結合為研究上述科學問題提供了現實與可能。因此，在現代分子生物學技術基礎上，急需發展新的成像技術。在活體動物體內，如何實現基因表達及蛋白質—蛋白質相互作用的實時在體成像監測是當前迫切需要解決的重大核心科學技術問題！
這是也生物學、資訊科學（光學）和基礎臨床醫學等學科共同感興趣的重大基礎問題。光學成像技術正成為實時在體研究分子間/分子內蛋白質—蛋白質相互作用、離子通道、生化底物及酶轉運等的重要手段，由於具有高時間、空間解析度，比現有其他手段更為直接，因而可望成為後基因組時代新藥靶發現和高通量藥物篩選的新方法。
動物組織、器官到整體水平的在體光學成像可望為研究藥物作用靶點和評價藥物作用效果提供重要技術手段。以小動物體內的活細胞為研究物件，用光學成像技術，實時在體研究細胞內基因表達與分子間相互作用的動力學過程。例如，可文中提到的fret、flim、frap、flap等技術研究蛋白質分子間的相互作用、計算蛋白質間的作用距離、特定分子在細胞內移動、定位與跟蹤，以及蛋白質的構像變化等；運用ics技術研究活細胞表面分子內相互作用的動力學過程，研究細胞膜蛋白的聯合及其與訊號轉導通道的啟用關係等。
醫學光學成像技術從理論上可分為擴散光學成像與相干域光學成像，前者成像深度較深，理論基礎是光子輸運方程的擴散近似，被檢測的光學訊號會在組織體內經歷多次散射，如何建立散射資訊與組織光學特性引數變化間的關係和提取散射資訊是其關鍵；後者成像深度主要在組織淺層，散射影響較小，如何避免散射和在強散射背景中提取有用的結構與功能資訊是其關鍵。
現狀與發展前景
（1）國內生物醫學工程的現狀
我國的生物醫學工程學科相對國外發達國家來說起步比較低。自上世紀 80年代以來，經過 30多年的發展，目前全國已有很多所高校內設有此專業，在一些理、工科實力較強的高校內均建有生物醫學工程專業。由於這些學校的理、工等學科在全國都有重要的影響，且大都設有國家級重點學科，他們開展起來十分方便這些院校均是以科研性學科設定的。
30多年以來，我們在研究方面引進、消化、跟蹤研究多，創造性研究較少；理論方法等應用基礎研究多，取得自主智財權的應用研究少。處於理工科院校的生物醫學工程學科其工程力量雄厚，但是由於缺少醫學背景，在真正用於臨床、解決醫學實際問題方面還較落後。而處於醫學院校的生物醫學工程學科其研究的主要特點是和醫學結合緊密，在市場經濟的大環境中，社會上各種**對醫學工程技術隊伍建設有較大的干擾。
（2）發展前景
21世紀生物醫學工程展望縱觀醫學新技術誕生和發展的歷史，從倫琴發現x線到今天x射線診療技術的發展，從朗茲萬發現超聲波到今天b超診斷的廣泛應用，從布洛赫和伯塞爾發現核磁共振到今天mri的問世，從赫斯費爾德發明ct到今天c t成像系統的應用，都是以物理學工程技術為基礎、醫學需求為前提發展起來的醫學新技術。
2023年我國發布了關於衛生工作改革與發展的決定，提出了奮鬥目標：「到2023年，基本實現人人享有初級衛生保健」，到2023年國民健康的主要指標在經濟發達地區達到或接近世界中等發達國家水平，在欠發達地區達到發展中國家的先進水平。20世紀人類與疾病做鬥爭，在醫學診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起來，調整政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優勢，建立全新的生物醫學，為人民造福。
生物醫學工程就業
因為生物醫學工程是理、工、醫、生物等學科高度交叉的新興學科。該學科致力於人的防病、治病、**和健康，致力於為探索生命現象提供高水平的科學方法和工程技術手段。由於生物醫學工程學科是應用最先進的理工科的理論與方法來研究人的生命現象與規律，因此其研究領域極其廣泛，其研究方向也非常多。
培養高階科研和技術人才學科，出國比例大，各大有名高校都十分注重其發展，專業適用面廣，易轉專業，可以進一步學習上游的生命科學，也可以學習下游的實用工程學科。就業領域廣泛，比如製藥，食品，科研，或技術開發等，如果把先進高階的生命科學和應用聯絡起來，是非常火的專業，前景十分看好。
目前，國內僅有10萬名醫學工程師，而生物醫學工程、生物技術、生物資訊、醫療衛生、醫學儀器等領域需求強勁，因此大學畢業生的起薪就在3000元左右，往醫療器械方面發展，收入相當可觀。
目前全國大約有6萬家醫院，醫學工程師只佔醫院總人數的10％，與國外30％的比例相差懸殊。作為醫學工程的最大產業，國內1萬多家醫療裝置企業也急需醫學工程師。而且，很多該專業的本科生、研究生和博士生都在國外深造，國內的技術專才缺口不小。
本科生直接從事科研方面工作的可能性不大，部分畢業生轉向其它行業，部分畢業生從事相關專業的下游技術工作，工作內容一般較單調的技術工作，且需要進一步的經驗積累和實踐操作能力培養。
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