美國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)詳解

　　生物醫(yī)學(xué)工程，似乎是屬于生物類專業(yè)的又一分支，但事實(shí)上，它并非傳統(tǒng)意義上的生物類學(xué)科，如果你想要申請(qǐng)這個(gè)專業(yè)，那么就有必要詳細(xì)了解一下它的專業(yè)定位及各個(gè)學(xué)校該專業(yè)的錄取要求。

　　醫(yī)學(xué)工程簡(jiǎn)介：

　　生物醫(yī)學(xué)工程(Biomedical Engineering，簡(jiǎn)稱BME)是一門由理、工、醫(yī)相結(jié)合的邊緣學(xué)科，是多種工程學(xué)科向生物醫(yī)學(xué)滲透的產(chǎn)物。它是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，揭示其生命現(xiàn)象，為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科。有識(shí)之士認(rèn)為，在新世紀(jì)隨著自然科學(xué)的不斷發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展前景不可估量。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是一門高度綜合的交叉學(xué)科，這是它最大的特點(diǎn)。

　　所謂生物(醫(yī)學(xué))工程，一般認(rèn)為是以生物學(xué)(特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué))的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機(jī)械、電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)，運(yùn)用到生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的技術(shù)。

　　生物工程常見研究方向和專業(yè)領(lǐng)域：

　　生物工程技術(shù)分支多種多樣，有一種分類是將生物工程歸為三大類：

　　生物加工工程：生物加工設(shè)計(jì)，生物催化，生物分離，生物信息學(xué)等。

　　基因工程：生物合成，細(xì)胞工程，組織培養(yǎng)工程，基因轉(zhuǎn)移等。

　　生物醫(yī)學(xué)工程：生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，生物醫(yī)學(xué)診斷，生物醫(yī)學(xué)治療，生物力學(xué)，生物材料學(xué)等。

　　生物力學(xué)是運(yùn)用力學(xué)的理論和方法，研究生物組織和器官的力學(xué)特性，研究機(jī)體力學(xué)特征與其功能的關(guān)系。生物力學(xué)的研究成果對(duì)了解人體傷病機(jī)理，確定治療方法有著重大意義，同時(shí)可為人工器官和組織的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　生物力學(xué)中又包括有生物流變學(xué)(血液流變學(xué)、軟組織力學(xué)和骨骼力學(xué))、循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和呼吸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等。目前生物力學(xué)在骨骼力學(xué)方面進(jìn)展較快。

　　生物控制論是研究生物體內(nèi)各種調(diào)節(jié)、控制現(xiàn)象的機(jī)理，進(jìn)而對(duì)生物體的生理和病理現(xiàn)象進(jìn)行控制，從而達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。其方法是對(duì)生物體的一定結(jié)構(gòu)層次，從整體角度用綜合的方法定量地研究其動(dòng)態(tài)過程。

　　生物效應(yīng)是研究醫(yī)學(xué)診斷和治療中，各種因素可能對(duì)機(jī)體造成的危害和作用。它要研究光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機(jī)體內(nèi)的傳播和分布，以及其生物效應(yīng)和作用機(jī)理。

　　生物材料是制作各種人工器官的物質(zhì)基礎(chǔ)，它必須滿足各種器官對(duì)材料的各項(xiàng)要求，包括強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機(jī)械等性能。由于這些人工器官大多數(shù)是植入體內(nèi)的，所以要求具有耐腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定性、無毒性，還要求與機(jī)體組織或血液有相容性。這些材料包括金屬、非金屬及復(fù)合材料、高分子材料等;目前輕合金材料的應(yīng)用較為廣泛。

　　醫(yī)學(xué)影像是臨床診斷疾病的主要手段之一，也是世界上開發(fā)科研的重點(diǎn)課題。醫(yī)用影像設(shè)備主要采用 X射線、超聲、放射性核素磁共振等進(jìn)行成像。

　[page]　X射線成像裝置主要有大型X射線機(jī)組、X射線數(shù)字減影(DSA)裝置、電子計(jì)算機(jī)X射線斷層成像裝置(CT);超聲成像裝置有B型超聲檢查、彩色超聲多普勒檢查等裝置;放射性核素成像設(shè)備主要有γ照相機(jī)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置和正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像裝置等;磁成像設(shè)備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(shù)等。

　　醫(yī)用電子儀器是采集、分析和處理人體生理信號(hào)的主要設(shè)備，如心電、腦電、肌電圖儀和多參量的監(jiān)護(hù)儀等正在實(shí)現(xiàn)小型化和智能化。通過體液了解生物化學(xué)過程的生物化學(xué)檢驗(yàn)儀器已逐步走向微量化和自動(dòng)化。

　　治療儀器設(shè)備的發(fā)展比診斷設(shè)備要稍差一些。目前主要采用的是X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設(shè)備。大型的如：直線加速器、X射線深部治療機(jī)、體外碎石機(jī)、人工呼吸機(jī)等，小型的有激光腔內(nèi)碎石機(jī)、激光針灸儀以及電刺激儀等。

　　手術(shù)室中的常規(guī)設(shè)備已從單純的手術(shù)器械發(fā)展到高頻電刀、激光刀、呼吸麻醉機(jī)、監(jiān)護(hù)儀、X射線電視，各種急救治療儀如除顫器等。

　　為了提高治療效果，在現(xiàn)代化的醫(yī)療技術(shù)中，許多治療系統(tǒng)內(nèi)有診斷儀器或一臺(tái)治療設(shè)備同時(shí)含有診斷功能，如除顫器帶有診斷心臟功能和指導(dǎo)選定治療參數(shù)的心電監(jiān)護(hù)儀，體外碎石機(jī)中裝備了進(jìn)行定位的X射線和超聲成像裝置，而植入人體中的人工心臟起搏器就具有感知心電的功能，從而能做出適應(yīng)性的起搏治療。

　　介入放射學(xué)是放射學(xué)中發(fā)展速度最快的領(lǐng)域，也就是在進(jìn)行介入治療時(shí)，采用了診斷用的x射線或超聲成像裝置以及內(nèi)窺鏡等來進(jìn)行診斷、引導(dǎo)和定位。它解決了很多診斷和治療上的難題，用損傷較小的方法治療疾病。

　　目前各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高技術(shù)之一為醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，其中以圖像處理，阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術(shù)以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。在成像技術(shù)中生物磁成像是最新生物醫(yī)學(xué)工程發(fā)展的課題，它是通過測(cè)量人體磁場(chǎng)，來對(duì)人體組織的電流進(jìn)行成像。

　　生物磁成像目前有二個(gè)方面，即心磁成像(可用以觀察心肌纖維的電活動(dòng)，可以很好地反映出心律失常和心肌缺血)和腦磁成像(用以診斷癲癇活動(dòng)、老年性癡呆和獲得性免疫缺陷綜合征的腦侵入，還可以對(duì)病損腦區(qū)進(jìn)行定位和定量)。

　　另一個(gè)世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高技術(shù)是信號(hào)處理與分析技術(shù)，其中包括心電信號(hào)、腦電、眼震、語言、心音呼吸等信號(hào)和圖形的處理與分析。

　　高技術(shù)領(lǐng)域中還有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究，目前世界各國(guó)的科學(xué)家為此掀起了一個(gè)研究熱潮。它被認(rèn)為是有可能引起重大突破的新興邊緣學(xué)科，它研究人腦的思維機(jī)理，將其成果應(yīng)用于研制智能計(jì)算機(jī)技術(shù)。運(yùn)用智能原理去解決各類實(shí)際難題，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的目的，在這一領(lǐng)域已取得可喜的成果。

　　還有一種歸類法，將生物醫(yī)學(xué)工程分為五個(gè)分支：

　　1、流體力學(xué);

　　2、生物組織力學(xué)與醫(yī)學(xué)圖象處理;

　　3、生物流體力學(xué)及醫(yī)學(xué)工程;

　　4、分子生物工程;

　　5、生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)與新型醫(yī)療儀器的開發(fā)。

　　流體力學(xué)主要進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究，具體研究方向包括：生物組織力學(xué)與醫(yī)學(xué)圖像處理;生物流體力學(xué)及醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用;分子生物工程;生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)與新型醫(yī)療儀器的開發(fā)等。

　　生物組織力學(xué)與醫(yī)學(xué)圖像處理側(cè)重于生物體軟硬組織的研究，包括成形外科和矯形外科中組織生物力學(xué)特性的變化，并涉及細(xì)胞力學(xué)、生物流變學(xué)以及醫(yī)學(xué)圖像處理與醫(yī)學(xué)電子學(xué)等多方面的前沿研究課題。

　　生物流體力學(xué)及醫(yī)學(xué)工程應(yīng)用側(cè)重于心血管系統(tǒng)生物流體力學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)及醫(yī)學(xué)工程研究。包括：心臟射血?jiǎng)恿W(xué)、脈搏波在動(dòng)脈系統(tǒng)中的傳播理論，血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)無創(chuàng)檢測(cè)新原理和應(yīng)用，心臟反博技術(shù)原理與應(yīng)用研究等。

　　分子生物工程是根據(jù)生物大分子的結(jié)構(gòu)原理并結(jié)合物理學(xué)、化學(xué)的理論，用計(jì)算機(jī)模擬方法研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，解釋和預(yù)測(cè)某些可能發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，按照一定規(guī)律改造天然分子并設(shè)計(jì)具有新功能的蛋白質(zhì)和多肽藥物。

　　生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)與新型醫(yī)療儀器的開發(fā)是綜合運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理、系統(tǒng)建模仿真、系統(tǒng)辨識(shí)與人工智能等原理與方法，探索疾病的預(yù)防、診斷與治療手段，從而開發(fā)出新型的醫(yī)療儀器。

　　美國(guó)生物工程專業(yè)碩士段核心課程(core courses)：

　　Molecular, Cellular and Tissue Biomechanics分子，細(xì)胞與組織生物力學(xué)

　　Cell-Matrix Mechanics細(xì)胞基質(zhì)力學(xué)

　　Biomolecular Kinetics and Cellular Dynamics 生物分子動(dòng)力學(xué)與細(xì)胞動(dòng)力學(xué)

　　Fields, Forces, and Flows in Biological Systems 生物系統(tǒng)中的場(chǎng)，力與流

　　Analysis of Biological Networks 生物網(wǎng)分析

　　Biomaterials-Tissue Interactions生物材料與組織的反應(yīng)

　　Design of Medical Devices and Implants醫(yī)療器材的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　Molecular Principles of Biomaterials生物材料的分子原理

　　更多留學(xué)資訊，請(qǐng)關(guān)注重慶澳際官方網(wǎng)站：http://chongqing.aoji.cn/

　　留學(xué)咨詢電話：023-63802388 轉(zhuǎn) 美國(guó)事業(yè)部?