生物醫學工程技術（全國普通高等院校生物醫學工程規劃教材） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

産品特色

內容簡介

本書根據生物醫學工程技術教學大綱基本要求和課程特點編寫而成，內容上涵蓋生物醫學工程技術簡介、生物醫學傳感技術、醫學影像技術、顯微成像技術、分子及細胞分析技術、納米生物技術、生物芯片技術、生物醫藥三維打印技術和深度學習技術。突齣瞭現代前沿技術在生命科學研究鄰域中的廣泛應用。

目錄

第一章 生物醫學工程技術簡介
第一節 生物醫學工程學概述
第二節 生物醫學工程技術發展史
第三節 生物醫學工程技術發展現狀及研究前沿
一、生物醫學工程技術的發展現狀
二、生物醫學工程技術的研究前沿

第二章 生物傳感器技術
第一節 生物傳感技術概述
一、生物傳感器的基本結構與原理
二、生物傳感器的分類
三、生物傳感器在醫學領域的應用
第二節 電化學生物傳感器
一、電化學測量基?
二、電化學生物傳感器
三、葡萄糖電化學生物傳感器
第三節 力學傳感器
第四節 光學生物傳感器
一、光學生物傳感器概念
二、光學生物傳感器分類和檢測原理
三、光學生物傳感器的應用

第三章 醫學影像技術
第一節 概述
一、X射綫計算機斷層成像技術
二、超聲成像技術
三、核磁共振成像技術
四、正電子發射斷層掃描顯像技術
五、單光子發射斷層掃描顯像技術
六、光學成像技術
第二節 X-CT成像技術
一、X射綫成像技術
二、x射綫計算機斷層成像技術
第三節 超聲成像技術
一、超聲成像技術基本原理
二、超聲成像設備
三、超聲成像的臨床應用
四、超聲成像技術進展
第四節 核磁共振成像技術
一、核磁共振成像基本原理
二、核磁共振成像設備
三、核磁共振成像的臨床應用
四、MRI技術進展

第四章 顯微成像技術
第五章 分子及細胞分析技術
第六章 納米生物技術
第七章 生物芯片技術
第八章 生物醫藥三維打印技術
第九章 深度學習技術概述
參考文獻

生物醫學工程技術：跨越生命與工程的橋梁 生物醫學工程（Biomedical Engineering, BME）是一個充滿活力且日新月異的交叉學科領域，它將工程學的原理、方法和工具應用於解決生物學、醫學和健康科學中的問題。從設計精密的醫療器械到開發前沿的治療方案，生物醫學工程技術正在以前所未有的方式改善著人類的健康和生活質量。本書旨在深入淺齣地介紹生物醫學工程的核心概念、關鍵技術以及在各個細分領域的廣泛應用，為有誌於投身該領域的學生和專業人士提供一個全麵而係統的學習框架。 一、 生物醫學工程學的核心理念與發展曆程 生物醫學工程學的誕生並非偶然，它是對人類健康需求與工程技術進步的必然迴應。在早期，醫學的發展主要依賴於臨床觀察和經驗積纍，而工程學的進步則集中在工業和軍事領域。然而，隨著科學技術的飛速發展，尤其是電子學、材料學、計算機科學等學科的突破，為工程技術在生命科學領域的應用提供瞭可能。 早期，一些跨學科的探索已經初見端倪。例如，X射綫機的發明，便是物理學原理在醫學診斷上的成功應用。而後來發展起來的心電圖、腦電圖等生理信號的記錄和分析，更是直接將工程測量和信號處理技術引入瞭醫學診斷。20世紀中葉，隨著計算機的齣現，生物醫學工程迎來瞭爆炸式的發展。計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助製造（CAM）技術開始應用於醫療器械的設計和生産；醫學影像技術，如CT、MRI等，更是徹底改變瞭疾病的診斷方式。 生物醫學工程學的核心理念在於“係統思維”和“跨學科協作”。它將人體視為一個復雜的生物係統，運用工程學的分析和設計方法，理解其功能、診斷其故障、並研發相應的修復和增強技術。這種跨學科的本質要求工程師、生物學傢、醫學專傢、材料科學傢、計算機科學傢等緊密閤作，共同攻剋難題。 二、 生物醫學工程技術的主要分支與前沿方嚮 生物醫學工程領域極其廣泛，涵蓋瞭從微觀的細胞層麵到宏觀的係統層麵，從診斷到治療，從預防到康復等多個環節。本書將重點介紹以下幾個主要分支： 生物材料（Biomaterials）： 生物材料是生物醫學工程的核心基石之一。它們是指用於與生物係統相互作用的材料，用於治療、診斷或替換人體組織、器官或功能。生物材料的研究涵蓋瞭金屬、陶瓷、聚閤物、復閤材料等多種材料類型，並對它們的生物相容性（即材料與生物體接觸時不會引起有害反應）、力學性能、降解行為等進行瞭深入研究。例如，人工關節中的鈦閤金和氧化鋁陶瓷，人造血管中的聚四氟乙烯，以及用於藥物緩釋的生物可降解聚閤物，都是生物材料的典型應用。前沿研究正緻力於開發具有智能響應性（如pH、溫度敏感）的生物材料，以及能夠促進組織再生的生物活性材料。 醫學影像與診斷技術（Medical Imaging and Diagnostic Technologies）： 醫學影像技術是現代醫學診斷不可或缺的工具，它能夠無創地觀察人體內部結構和功能。本書將詳細介紹X射綫成像、CT（計算機斷層掃描）、MRI（磁共振成像）、超聲成像、PET（正電子發射斷層掃描）等成像原理、設備構造和臨床應用。這些技術通過不同的物理原理，如電磁波穿透、磁場共振、聲波反射等，將人體內部的信息轉化為可視化的圖像，為疾病的早期發現、精準診斷和治療方案製定提供瞭關鍵支持。在診斷技術方麵，還將涉及生理信號監測（如心電圖、腦電圖）、生化分析、基因檢測等，它們通過測量生理參數和生物標誌物來評估健康狀況。 醫療器械設計與製造（Medical Device Design and Manufacturing）： 醫療器械是生物醫學工程最直觀的應用體現，包括從簡單的注射器、手術刀，到復雜的生命支持係統（如呼吸機、人工心髒）和診斷儀器。本書將探討醫療器械的設計流程，包括需求分析、概念設計、詳細設計、原型製作、性能測試和臨床驗證。重點關注器械的功能性、安全性、可靠性和用戶友好性。此外，還將介紹醫療器械製造中的精密加工、無菌生産、質量控製等關鍵環節。微創手術器械、機器人輔助手術係統、可穿戴健康監測設備等，是該領域的最新發展方嚮。 生物力學（Biomechanics）： 生物力學是將力學原理應用於生物體和生物係統的研究。它研究人體在靜止和運動狀態下的受力情況、運動學特性以及組織和器官的力學響應。例如，分析骨骼在承受載荷時的應力分布，研究血液在血管中的流動規律，評估人工瓣膜的力學性能。生物力學在運動康復、假肢設計、脊柱矯形、損傷預防等方麵具有重要意義。現代生物力學研究還結閤瞭計算模擬技術，如有限元分析（FEA），以更精確地預測人體組織的力學行為。 生物電子學與生物傳感器（Bioelectronics and Biosensors）： 生物電子學是將電子學原理和器件應用於生物醫學領域，而生物傳感器則是利用生物分子或生物係統對特定分析物做齣響應，並將其轉化為可測量的信號的裝置。生物傳感器在疾病診斷、藥物監測、環境監測等方麵具有廣泛應用。例如，血糖傳感器通過檢測血液中的葡萄糖濃度來幫助糖尿病患者管理病情；DNA傳感器可以用於基因檢測和疾病篩查。生物電子學還包括神經接口技術，用於連接大腦與外部設備，如人工視網膜、腦機接口等，為神經係統疾病的治療和康復帶來希望。 組織工程與再生醫學（Tissue Engineering and Regenerative Medicine）： 組織工程與再生醫學旨在修復、替換或再生受損的組織和器官。它結閤瞭細胞、生物材料和生物活性分子，通過構建三維支架，引導細胞生長和分化，最終形成功能性組織。例如，利用自體細胞和生物支架構建皮膚、軟骨、骨骼等，用於治療燒傷、關節疾病等。再生醫學更是進一步拓展，探索利用乾細胞等技術，促進人體自身的修復和再生能力。 生理信號處理與分析（Physiological Signal Processing and Analysis）： 人體是一個充滿各種生理信號的係統，如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）、肌電圖（EMG）、呼吸信號等。生理信號處理與分析技術旨在從這些復雜的信號中提取有用的信息，用於疾病診斷、療效評估和功能監測。本書將介紹信號采集、濾波、特徵提取、模式識彆等基本方法，以及在心律失常檢測、睡眠監測、運動分析等方麵的應用。 醫學信息學與人工智能（Medical Informatics and Artificial Intelligence）： 隨著醫療數據的爆炸式增長，醫學信息學和人工智能在生物醫學工程領域的應用日益凸顯。醫學信息學關注醫療數據的管理、分析和應用，包括電子病曆、醫學圖像數據庫、基因組數據庫等。人工智能，特彆是機器學習和深度學習，在醫學影像分析、疾病預測、藥物研發、個性化治療等方麵展現齣巨大潛力。例如，利用AI算法自動識彆醫學影像中的腫瘤，預測患者的疾病風險，輔助醫生進行臨床決策。 三、 生物醫學工程技術在臨床實踐中的應用 生物醫學工程技術已經深度滲透到臨床實踐的各個環節，極大地提升瞭醫療水平和患者的生活質量。 診斷與監測： 精密的診斷儀器（如MRI、CT掃描儀、超聲儀）提供瞭精確的疾病診斷依據；生理信號監測設備（如心電監護儀、動態血壓計）能夠實時監測患者的生命體徵，及時發現異常。 治療與介入： 手術機器人提供瞭高精度、微創的手術操作；放療設備（如直綫加速器）和介入治療導管（如用於心血管介入手術）能夠精準地靶嚮病竈；人工器官（如人工心髒起搏器、人工胰腺）能夠替代或輔助衰竭的器官功能。 康復與輔助： 康復機器人和運動訓練設備幫助患者恢復運動功能；假肢和矯形器提供身體的代償和支撐；助聽器和人工耳蝸幫助聽力障礙患者重拾聲音。 藥物遞送與治療： 智能藥物遞送係統能夠靶嚮釋放藥物，提高療效並減少副作用；基因治療和細胞治療等前沿技術，正在改變疾病的治療模式。 四、 生物醫學工程領域的職業發展與未來展望 生物醫學工程領域是一個充滿機遇的行業，畢業生可以在醫療器械公司、製藥企業、生物技術公司、醫院、科研院所、政府監管機構等多種單位就業。職業崗位包括但不限於：生物醫學工程師、醫療器械研發工程師、生物材料工程師、醫學影像工程師、生物力學工程師、臨床工程師、産品經理、法規事務專員、科研人員等。 展望未來，生物醫學工程技術將繼續以前所未有的速度發展。以下幾個方嚮將是未來的重點： 個性化醫療與精準醫療： 結閤基因組學、蛋白質組學以及大數據分析，實現針對個體差異的精準診斷和治療。 再生醫學與組織工程的突破： 實現更多復雜器官的再生，為器官移植提供新的解決方案。 人工智能與大數據在醫療領域的深度融閤： 利用AI技術優化疾病診斷、藥物研發和治療方案。 微納技術與生物工程的結閤： 開發更精密的納米機器人和微流控芯片，用於疾病的早期檢測和靶嚮治療。 遠程醫療與健康管理： 藉助先進的技術，實現遠程診斷、治療和健康監測，提高醫療的可及性。 本書的齣版，旨在為讀者構建一個堅實的生物醫學工程技術知識體係，培養解決實際問題的能力，並激發對該領域持續探索的熱情。希望通過本書的學習，讀者能夠深刻理解生命與工程的精妙結閤，並為人類健康事業的發展貢獻自己的力量。