东莞理工学院东莞理工学院教授教授(BiomedicalEngineering,BME)材料学控制论现代工程技术电子、计算机、信息科学医学生物学物理学化学技术科学技术科学:以生命为对以生命为对象，用现代象，用现代科学技术研科学技术研究开发防病、究开发防病、治病、人体治病、人体保健等医学保健等医学方法、技术方法、技术设备和系统。设备和系统医疗仪器和设备。属综合学科属综合学科:相结合相结合电子医疗仪器与工程技术电子医疗仪器与工程技术:医学医学诊断仪器诊断仪器与设备：如各种诊断用医学成像与设备：如各种诊断用医学成像设备和技术、检测分析仪、监护技术及仪器等；设备和技术、检测分析仪、监护技术及仪器等；各种临床各种临床治疗仪器治疗仪器、手术技术与设备；、手术技术与设备；康复医学工程：医学康复技术、设备和方法、康复医学工程：医学康复技术、设备和方法、物理物理康复器械康复器械与技术等；与技术等；基因芯片基因芯片、、DNADNA检测、生物医学传感器等；检测、生物医学传感器等；监护仪器监护仪器、远程诊断、治疗、手术等；、远程诊断、治疗、手术等；其他：微型手术与监测，植入式装置等。其他：微型手术与监测，植入式装置等。生物材料与生物组织工程生物材料与生物组织工程：：具有生物组织特性的人工生物材料；具有生物组织特性的人工生物材料；人工器官；人工器官；生物医学信息科学生物医学信息科学：：生物医学信息的提取、分析、识别技生物医学信息的提取、分析、识别技医学信息网络与系统；医学信息网络与系统；生物医学信息学。生物医学信息学。领域领域產產品项目品项目(1)医学影像及医学影像及诊断设备诊断设备11..医用超音波换能器医用超音波换能器2.2.全数字化超音波诊断仪全数字化超音波诊断仪3.3.正电子正电子发射体层成像装置发射体层成像装置(PET)(PET)4.4.X靶及XX--CTCT射射线.γγ单光子发射体层成像装置（单光子发射体层成像装置（SPECTSPECT））66..笔记本笔记本电脑数字彩色超音波诊断仪电脑数字彩色超音波诊断仪7.7.核磁共振成像核磁共振成像(MRI)9.螺旋螺旋CT10.CT10.核医学显像仪器核医学显像仪器(ECT)11.ECT)11.眼底摄眼底摄(2)治疗设备治疗设备11..硼中子俘获治疗设备（硼中子俘获治疗设备（中子刀））2.2.质子治疗设备质子治疗设备射线立体定位放射治疗系统射线立体定位放射治疗系统((伽马刀伽马刀)4.X4.X光立体定位放光立体定位放射治疗系统射治疗系统(X5.电动开颅设备电动开颅设备6.血液血液成分输血装置成分输血装置7.7.自体血回输装置自体血回输装置(3)人工器官1.心心臟臟起博器起博器((含植入式含植入式))2.2.人工心人工心臟臟瓣膜及体外性能测瓣膜及体外性能测试装置试装置3.3.血液透析机血液透析机((人工肾）人工肾）44、、血管支架血管支架(4)监护设备与监护设备与1.心电、脑电遥测监护仪心电、脑电遥测监护仪2.2.医用感测器医用感测器(5)体外诊断器体外诊断器1.肝炎检测试剂盒肝炎检测试剂盒2.2.病源体诊断试剂盒病源体诊断试剂盒3.3.肿瘤诊断试剂肿瘤诊断试剂4.爱滋病毒爱滋病毒(HIV)(HIV)诊断试剂盒诊断试剂盒免疫分析仪免疫分析仪6.血液血液分析仪分析仪7.生化分析仪生化分析仪1.医用导管医用导管2.2.血管栓塞剂及柱塞材料血管栓塞剂及柱塞材料一、医学成像设备和技术一、医学成像设备和技术18951895年年德国物理学家伦琴伦琴发现“发现“X”射线，获得人类史上第一幅透视图像射线，获得人类史上第一幅透视图像19011901年获第一个诺贝尔物理学奖年获第一个诺贝尔物理学奖XX射线成像设备射线mA单床单管遥控X光机日本森田公司口腔全景x光机上海冠东仪器200mA立透遥控X线机乳腺Ｘ光机CTCT成像设备（安科）成像设备（安科）飞利浦10排螺旋CT深圳安科螺旋CT2、核磁共振成像(MRI)3、核医学显像仪器(ECT)(注入人体内放射性药物)飞利浦数字肠胃机美国CE公司大型血管机10从从XX光机发展看医疗技术进步光机发展看医疗技术进步(1895年)头部CT全身CT螺旋CT、超高速CT常见病诊断：肺炎、骨折脑部肿瘤、出血，颅骨外伤内脏器官占位性病变肿瘤早期诊断、心血管病变计算机、软件技术等造影剂等滑环、快速摄影技术等11胎心、瓣膜、血管壁、血流等都是人体中的运动体，当超声照射到它们时会产生多普勒效应，体外检测到由体内运动体产生的多普勒频移信号就可达到无创伤地检测体内运动状况的目的。1842奥地利数学家和天文学家C.Doppler发现：波的发射频率与接收频率之差和信号源与接收器之间相对运动有关。这种物理现象称为多普勒效应12多普勒效应—速度信息的提取4、超声成像彩超正电子发射断层成像（PositronEmissionTomography,PET），有超声反射型、多普勒效应型、透射型三种将放射性同位素作示踪剂注入体内，探测器接收体内正负电子湮没辐射所产生的一对511Kevγ光子，PET重建放射性分布断层像。正电子发射断层成像机PET1377、智能胶囊内窥镜技术、智能胶囊内窥镜技术智能胶囊内窥镜智能胶囊内窥镜集成了集成了现代集成电路技术现代集成电路技术射频通讯技术射频通讯技术光学窥镜技术光学窥镜技术图像传输与处理技术图像传输与处理技术无线电源技术无线电源技术无线遥控技术无线遥控技术生物材料生物材料胃肠镜66、光、光成像直径9毫2.3厘米14腹腔镜数字减影系统（DSA）原理：血管在X射线的照射下，采集同一部位采集同一部位注射显影剂（碘试剂）造影前造影前后两次影像，数字图象相后两次影像，数字图象相减得到血管影象。减得到血管影象。可以诊断血管的畸形、狭窄或栓塞。在介入治疗中，利用DSA的引导管方式，能实时显示导管或导丝在血管内推进的情况。8、数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiographyDSA)15二、治疗仪器、手术技术与设备二、治疗仪器、手术技术与设备多波长眼底激光治疗仪椅装式牙科治疗设备血液透析机体外冲击波碎石机16微创手术（MinimallyInvasive)内镜技术胃食管镜技术十二指肠镜技术纤维结肠镜技术纤维支气管镜技术宫腔镜技术膀胱镜技术输尿管镜技术腔镜技术腹腔镜技术胸腔镜技术脑室镜技术关节镜技术血管镜技术B超、MRI导向下的介入技术穿刺技术置管引流技术射技术手术用高频电刀、超声刀或x光刀17诺利刀（x光刀）伽玛刀鈷（60Co放射源） 中子刀(锎252中子源) 三光子直线 生物材料的基本要求是： 生物材料的基本要求是： 1.对生物体无害（生物性能）；对生物体无害（生物性能）； 2.有一定机械强度（机械性能）；有一定机械强度（机械性能）； 3.有一定使用寿命（耐生物老化性能）有一定使用寿命（耐生物老化性能） 生物材料已成功地就用于个类生物材料已成功地就用于个类人工器官 人工器官，如：人工心 ，如：人工心 脏瓣膜、人工血管、人工骨与关节、医用导管、支架、齿 脏瓣膜、人工血管、人工骨与关节、医用导管、支架、齿 科材料、外科缝线、药物缓释载体、透析与超滤膜材料及 科材料、外科缝线、药物缓释载体、透析与超滤膜材料及 一次性和植入性医用制品等方面。 一次性和植入性医用制品等方面。 材料技术的发展趋势之一是出现了向纳米（十亿分之材料技术的发展趋势之一是出现了向纳米（十亿分之 一米）尺度发展的材料。 一米）尺度发展的材料。碳纳米材料的应用，使碳质人工 器官、人工骨、人工齿、人工肌腱的强度、硬度、韧度等 多方面性能显著提高。利用碳纳米材料的高效吸附性，可 将它用于血液的净化，清除某些特定的病毒或成分。 三、生物材料 三、生物材料 19 生物医学信号 生物医学信号 涉及生物体各层次的生理、生化和生物信号，这些信息以物理量、 涉及生物体各层次的生理、生化和生物信号，这些信息以物理量、 化学量或生物量变化的形式表现出来，如心电、脑电、肌电、眼 化学量或生物量变化的形式表现出来，如心电、脑电、肌电、眼 电、等生物电信号；血压、体温、呼吸、血流、脉搏等非电磁生 电、等生物电信号；血压、体温、呼吸、血流、脉搏等非电磁生 理信号；血液、尿液、血气等生物化学量信号；酶、蛋白、抗体、 理信号；血液、尿液、血气等生物化学量信号；酶、蛋白、抗体、 抗原等生物量信号。 抗原等生物量信号。 生物医学传感器生物医学传感器 将生物信息转换成易于测量和处理的信号，一般为电信号， 将生物信息转换成易于测量和处理的信号，一般为电信号，按被 检测量划分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三类。物理 型传感器已用于血压、血流、体温、呼吸等各种生理量的测量， 化学型传感器用于对体液中的各种无机离子的测量，生物型传感 器能对生物体的酶、抗原抗体、激素、神经递质以及核糖核酸等 生物活性物质的测量。 生物医学信息的提取、分析、识别生物医学信息的提取、分析、识别。。 四、生物医学信号处理 四、生物医学信号处理 20 2005至2008年全 球医疗器械市场保 持稳定增长，年均 增长率约为5.6%， 2008年达到1945 亿美元。 高端医疗设备市场被发达国家所垄断 21 到2010 年中国医疗 器械总产值将达到 1500 亿元，在世界 医疗器械市场上的份 额将占到5％ 目前国内高端医疗器械市场的70%已 被跨国公司占领。美国GE公司、德国 西门子公司、荷兰飞利浦公司分别在 CT、核磁共振成像装置、血管造影设 备产品市场占有较高的市场份额。 随着中国企业软件开发 能力和精密电子设备制 造能力的提高，正在逐 步打破国外企业垄断， 出现了一批如深圳迈瑞、 江苏鱼跃、山东新华等 从事医疗器械产品生产 的优秀企业。 22 学术组织 学术组织 国际： 国际： IEEE EMBS (Engineering IEEEEMBS (Engineering BiologySociety) .embs Biology Society) .embs IFMBE (International federation MBE)IFMBE (International federation MBE)国内： 国内： 中国生物医学工程学会 中国生物医学工程学会fei-tex.com
