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微电子在生物医学方面的应用

发布时间:2018-06-08 09:44
一、导言
(一)我对生物医学工程的知道
我以为生物医学工程学是把人体各个层次土的生命进程(包含病理进程)看作是一个别系的状况改动的进程;把工程学的理论和办法与生物学、医学的理论和办法有机地结合起来去研讨这类体系状况改动的规则,并在此根底上,运用各种工程技能手法,树立适合的办法和设备,以最有用的途径,人为地操控这种改动,以达预订的方针.生物医学工程学的根本使命在于保降人类碑康,为疾病的防止、确诊、医治和恢复效劳。
生物医学工程学是医疗保健性工业的重要根底和动力,医疗器械和医药工业同生物医学工程学的研讨与运用有着最直接的联络,它所带动的工业在国民经济中占有重要份额,例如美国每年生物医学工程学带动的工业就达数百亿美元。各国在生物医学工程方面的投入,跟着生活水平的进步而逐年添加。这门学科面临着许多的新课题,许多效果又有着极好的工业化远景,因而生物医学工程学被称为向阳学科。
综上,生物医学工程触及十分的广泛,因而在学习进程中咱们要开阔学习视界,活学活用,在不断总结、质疑的根底上立异。关于结业后作业我以为会有许多的挑选,可是咱们想要找到好的作业还得靠自己好好的尽力学习,争夺学好、学精自己的专业,并且要极力去考研愈加深化的学习自己的专业。


(二)生物医学电子学
生物医学电子学是一门由生物、医学、电子学和工程等多学科穿插的边际科学,它归纳地运用电子学和工程科学的理论和办法,深化研讨生物和人体各种结构、功用及其彼此之间的联络,以处理生物学、医学、生命科学、电子学和工程科学中的有关问题。微电子技能与生物医学之间有着十分严密的联络。一方面微电子技能的开展,将大大地推进生物医学的开展,另一方面生物医学的研讨效果相同也将对微电子技能的开展起着巨大的促进效果。在这里我首要浅薄的介绍一下有关生物医学信号检测与处理和生物医学成像方面的知道。


 
二、运用电子信息科学的办法处理生物医学中的问题
电子信息科学的办法首要运用于生物医学信息(信号、图象等)的检测与处理, 以及对生物体的监控。这关于进步医学确诊和医治水平起了极大的效果, 并使无损害医学确诊跃上了一个新的台阶。
(一)生物医学信号的丈量
生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状况、性质和成分等信息进行检测和量化的技能。生物医学传感器是获取各种生物信息并将其变换成易于丈量和处理的信号(一般为电信号)的器材, 是生物医学信号检测的要害技能。
绝大部分生物医学信号都是信噪比很低的弱小信号, 且一般都是伴跟着噪声和搅扰的信号。而关于此类信号有必要选用按捺噪声的处理技能。关于生物医学信号检测来说, 常常需求考虑的噪声有: 工频搅扰、电极触摸噪声、运动轨道、呼吸引起的基线漂移和不同信号之间的彼此搅扰。因为生物体系十分杂乱, 生物体内的信息丰厚, 生物信号检测技能十分重要。
生物医学信号检测研讨意图一是对生物体系结构与功用的研讨,二是帮忙对疾病进行确诊和医治。,因为研讨者所站的态度、意图以及选用的检测办法不同,使生物医学信号的检测技能的分类呈现多样化,详细介绍如下:①无创检测、微创检测、有创检测;②在体检测、离体检测;③直接检测、直接检测;④非触摸检测、体表检测、体内检测;⑤生物电检测、生物非电量检测;⑥形状检测、功用检测;⑦处于拘谨状况下的生物体检测、处于天然状况下的生物体检测;⑧透射法检测、反射法检测;⑨一维信号检测、多维信号检测;⑩遥感法检测、多维信号检测;一次量检测、二次量剖析检测;分子级检测、细胞级检测、体系级检测。
因为生物医学信号的上述特色和检测办法,使其成为传感器技能的一个重要运用范畴。
生物医学丈量与操控技能现在最值得注重的开展方向是1)生物传感器的研讨,它将朝着微型化与集成化方向开展,包含:a)以无机物为资料的生物传感器,比方悉数依据规范CMOS 工艺的离子传感器的研发;b)运用无机资料和有机资料结合的生物传感器,比方依据神经细胞的生物传感器的研发。c ) 多传感器的集成技能。2)对弱小生物信号检测、抗搅扰和处理技能的研讨。3)植入式丈量与操控体系的研发。4)生物遥测与遥控技能。


 
(二)生物医学信号的处理
生物医学信号是从被搅扰和噪声吞没的信号中提取有用的生物医学信息特征,,它触及生物体各层次的生理,生化和生物信号,遭到人体许多要素的影响,因而有着一般信号所没有的特色:1)信号弱, 例如从母体腹部取到的胎儿心电信号( FECG) 仅10~50 微伏。脑干听觉诱发呼应信号小于1 微伏。2)噪声强, 因为人体本身信号弱,加之人体又是一个杂乱的全体, 因而信号易受噪声的搅扰。3)频率规模一般较低, 除心音信号频谱成份稍高外, 其他电生理信号频谱一般较低。4)随机性强, 生物医学信号不行是随机的, 并且对错平稳的。因而若要把掺杂在噪声和搅扰信号中的有用的生物医学信号检测出来, 除要求用于检测的传感器体系具有活络度高, 噪声小,抗搅扰才能强, 分辩力强, 动态特性好之外, 对信号提取和剖析的手法亦有较高的要求。
生物医学信号处理就是研讨从被搅扰和噪声吞没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作办法分类的办法。生物医学信号处理的意图是要区别正常信号与反常信号,在此根底上确诊疾病的存在。
近年来跟着核算机信息技能的飞速开展,对生物医学信号的处理广泛地选用了数字信号剖析处理办法:如对信号时域剖析的相干均匀算法;对信号频域剖析的快速傅立叶改换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号剖析的功率谱估核算法和参数模型办法;对非平稳随机信号剖析的短时傅立叶改换、时频散布(维格纳散布)、小波改换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理办法如混沌与分形、人工神经网络算法等。


(三)医学成像和图画处理
医学图画因为其含有极其丰厚的患者信息而在医师的确诊和医治中已占有愈来愈重要的方位。医学图画技能又可分为两大部分:①医学成像技能.②医学图画处理技能。前者的首要使命是把人体中医师感兴趣的信息提取脚来,并以图画的办法表现出来。医师感兴趣的信息可所以形状的信息,功用的信息以及成份的信息等。图画的办法可所以二维的.二维的以及四维的。医学图画处理技能的首要使命是在取得医学图画往后对它进行剖析,辨认,切割,解说和分类.以把某些部分增强,或提取某些特征.有些场合中成像进程和处理进程也可能是结组成一体的。
1、 医学成像技能:
到现在为止呈现的一切成像办法,简直都与核或电磁有关。假如从运用的电磁波的频率凹凸上对医学成像办法进行分类,在静态场范畴有电生理成像,低频范畴有阻抗CT,高频范畴有微波CT,光范畴有光学CT,在更高的频率范畴有X线CT。其间X线CT早已进入有用的阶段。此外还有运用磁场彼此效果机制的磁共振成像技能(MRI)。加上最近遭到注重的一些功用成像办法,如功用磁共振成(fMRI)和正电子发射断层扫描技能(Positron Emission Tomography,PET)等,如此许多的医学镜像手法供给了许多的有关患者的各种信息,包含形状的和功用的、静态的和动态的等,被广泛运用于确诊和医治,成为现代化中必不行少的手法和东西。现在临床广泛运用的医学成像办法首要分为以下四类。
(1)X线成像技能


X-线成像技能可以说是在医院傍边运用的最传统、最广泛的一种医学镜像技能。X-线图画树立在当X-线透过人体时,各种脏器与安排对X-线的不同吸收程度的根底上,因而接纳端将得到不同强度的射线,传统的做法是将之记录在胶片上得到X胶片。跟着电子技能的开展,这种传统办法的坏处日趋突显出来。当X-线图画一旦构成,其图画质量便不能做进一步改进;不便于核算机处理,也不便于存储、传输和同享等。
在点评20世纪X成像技能时,大都资深专家均以为印象的数字化是最新、最抢手及最重要的开展。数字化成像可以运用大容量磁、光盘存储技能,以数字化的电子办法存储、办理、传送、处理、闪现医学镜像及相关信息,使临床医学彻底脱节对传统硬拷贝技能的依靠,真实完结X-拍摄的无胶片化。现在选用的直接数字化X-线镜像的办法首要有两种:直接X-线镜像勘探仪(Direct Radiography Detector,DRD)和平板勘探仪(Flat Panel Detector,FPD)。DRD最早由Sterling公司申请专利,现已进入商品化阶段。FPD由Trexell公司研发成功。这两项技能的开展方向均是设法进一步进步分辩率和实时性。


数字印象可以说是伴跟着核算机技能的开展应运而生。1981年第15届国际放射医学会议上初次展出了数字放射新产品。进入90年代中后期,国外现已推出了多种新式的数字化X-线镜像设备;传统X-线设备中的X-线乳腺印象设备也已数字化。到现在为止,商场上的数字化的X-线印象设备已占70%以上。可以预期,数字化的X-线印象设备将逐步成为商场的操纵,并将使21世纪的X-线确诊发作令人瞩意图改动。
(2)磁共振成像技能(Magnetic Resonance Imaging,MRI)
在磁共振成像范畴,自从1946年哈佛大学的E.M.Purcell和斯坦福大学的F.Bloch发现了核磁共振现象并因而取得1952年诺贝尔物理奖起,直到70年代初,它一向沿着高分辩核磁共振波谱学的方向开展,成为化学、生物学等范畴研讨分子结构不行短少的剖析东西。1972年R.Damadian注册了第一个关于核磁共振成像的专利,提出了磁共振成像的思维,并指出可以用磁共振成像仪扫描人体查看疾病。1982年MRI扫描仪开端运用于临床。因为质子(1H)结构简略,磁性较强,是构成水、脂肪和碳水化合物的根本成分,所以现在医学上首要运用质子(1H)进行MRI成像。
其成像首要运用磁共振原理,以必定宽度的射频脉冲磁场使具有磁性核的原子发作共振激起;被激起的原子核的退激时刻的长短反映了磁性核周围的环境状况。经过丈量生物安排退激进程中磁化强度的改动,即可获取反映内部结构的图画。
精神分裂症患者大脑图像磁共振成像因为其空间分辩率高、对人体危害性小、又能供给许多的解剖结构信息等长处而被广泛运用于临床确诊。跟着技能的开展和需求的进步,动态成像或功用成像是未来世纪MRI的研讨方向(functional MRI,fMRI)。一个成功的运用是用外面的造影剂或内生的血氧度相关效应(BOLD)描绘视觉皮层的活动。BOLD的成像原理是依据血红蛋白的磁化率随脱氧进程而急剧改动。在静脉血管内脱氧血红蛋白浓度发作改动时,会在血管周围引起磁场畸变,而这种改动可以被勘探记录下来。在功用神经科学研讨范畴中,BOLD成像有许多长处。这类研讨彻底非侵入性,发作的图画数据与解剖结构的数据是彻底配准的。BOLD技能现已开展得比较好,它在解说大脑在正常和病理状况的功用方面很有出路。迄今为止,fMRI尽管只需短短几年的前史,但理论与试验都已取得了许多有重要含义的效果。它的最大长处是无损害(不必外源介质),可以直接进行重复的非侵入性的功用丈量。与相同归于功用成像的PET比较,fMRI则是更新的技能,成像速度比PET快,并且供给了更好的空间分辩率。






















fMRI未来的开展方向是,一要进一步加强对fMRI信号的实质的知道和了解,这是根本的条件。另一方面,从试验设备的硬件和软件的结合进步一步进步活络度和分辩率(包含时刻分辩率和空间分辩率),这是核磁共振现象的实质决议的一个永久的研讨主题。
(3)核医学成像(NMI)
核医学成像现在以单光子核算机断层成像(SPECT)和正电子断层成像(PET)为主。其根本原理是向人体打针放射性核素示踪剂, 使带有放射性核素的示踪原子进入人体内要成像的脏器或安排, 经过丈量其在人体内的散布来成像。NMI 不只可以供给静态图画, 并且可供给动态图画。
(4)超声波成像(Ultrasonic Imaging)
超声波成像归于非电离辐射的成像模态, 以二维平面成像的功用为主, 加上血液活动的五颜六色杜普勒超声成像功用在内, 在商场上现已广泛运用。超声成像的缺陷是图画对比度差、信噪比欠好、图画的重复性依靠于操作人员。可是, 它的动态实时成像才能是其他成像办法不行替代的。
2、医学图画处理技能
医学图画处理是指对已取得的图画作进一步的处理,其意图或许是使不行明晰的图画恢复,或许是为了杰出图画中的某些特征信息,或许是对图画做办法分类等。
在现在的印象医疗确诊中,首要是经过调查一组二维切片图画去发现病变体,往往需求凭借医师的经历来断定。至于精确的断定病变体的空间方位、巨细、几许形状及与周围生物安排的空间联络,仅经过调查二维切片图画是很难完结的。因而,运用核算机图象处理技能对二维切片图画进行剖析和处理,完结对人体器官、软安排和病变体的切割提取、三维重建和三维闪现,可以辅佐医师对病变体及其它感兴趣的区域进行定性乃至定量的剖析,可以大大进步医疗确诊的精确性和可靠性。此外,它在医疗教育、手术规划、手术仿真及各种医学研讨中也能起重要的辅佐效果。
医学图画处理技能包含许多方面, 下面首要从图画切割、图画配准、图画交融以及伪五颜六色处理技能几个方面进行介绍。
图画切割:因为人体的安排器官不均匀、器官活动等构成医学图画一般具有噪声、病变安排边际含糊等特色, 医学图画切割技能的意图就是将图画中感兴趣的区域清楚的提取出来, 然后为定量、定性剖析供给根底,一同它也是三维可视化的根底。传统的图画切割技能有依据区域的切割办法和依据鸿沟的切割办法, 依据区域的切割办法, 依靠于图画的空间部分特征, 如灰度、纹路及其它象素核算特性的均匀性等。依据鸿沟的切割办法首要是运用梯度信息断定方针的鸿沟。近年来, 跟着其它新式学科的开展, 发作了一些全新的图画切割技能。如依据含糊理论的 FCM(含糊 c 均值)办法、依据神经网络的办法、依据模型的 snake模型(动态概括模型)、组合优化模型等办法。图画切割技能具有一些公共的特色, 各种切割办法面向的是特定的运用, 没有通用性的办法; 针对某一问题运用多种切割办法结合来处理; 常要用到医学范畴的相关常识。因为医学图画切割问题的困难性, 在现在无法彻底由核算机完结切割使命的状况下, 人机交互式切割办法逐步成为研讨要点。


图像配准:医学图像配准是指对于一幅医学图像寻求一种或一系列空间变换 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图画配准:医学图画配准是指关于一幅医学图画寻求一种或一系列空间改换,使它与另一幅医学图画上的对应点到达空间上的一起。配准的效果应使两幅图画上一切的解剖点,或至少是一切具有确诊含义的点及手术感兴趣的点都到达匹配。图画配准是图画交融的先决条件与要害,图画配准精度的凹凸直接决议着交融效果的质量。配准处理一般可以分为图画改换和图画定位两步:(1)图画改换:其意图在于确保多源图画对同一脏器在空间描绘上的一起性。图画的改换包含平移、旋转定标、反射等处理,医学图画常用的根本改换有:刚体改换、仿射改换、投影改换和非线性改换。(2)图画定位:在实践运用中,图画分辩率越高,图画细节越丰厚,完结点到点含义的对应难度越大。图画的定位(配准)办法可大致分为两大类:依据外部定位和依据内部特征的办法。近年来小波改换也被运用于图画配准中,这种办法有较强的鲁棒性,并且可以加速配准时刻。此外,依据必定数学物理模型的非线形配准也是近年研讨的热门。
图画交融:交融图画的创立又分为图画数据的交融与交融图画的闪现两部分来完结。(1)图画数据交融:现在首要有两类办法:以像素为根底的办法和以图画特征为根底的办法。以像素为根底的办法,是对图画进行逐点处理,把两幅图画对应像素点的灰度值进行加权求和、灰度取大或许灰度取小等操作, 算法完结比较简略,不过完结效果和功率都相对较差,交融后图画会呈现必定程度的含糊。以图画特征为根底的办法,要对图画进行特征提取、方针切割等处理,用到的算法原理杂乱,可是完结效果却比较抱负。有 Laplacian 金字塔法、gaussian 金字塔法、比率低通金字塔法、多分辩率形状滤波法和小波改换法等,这类办法简直都是从改换域上的图画编码和紧缩技能延伸来的。其根本进程一般是将源图画别离改换至必定的改换域上, 依据规划好的交融规则在改换域上创立交融图画, 然后在逆改换重建交融图画。(2)交融图画的闪现:常用的有伪五颜六色闪现法、断层闪现法和三维闪现法等。伪五颜六色闪现一般以某个图画为基准,用灰度色阶闪现,另一幅图画叠加在基准图画上,用五颜六色色阶闪现; 断层闪现法常用于某些特定图画, 可以将交融后的三维数据以横断面、冠状面和矢状面断层图画同步地闪现,便于调查者进行确诊; 三维闪现法是将交融后数据以三维图画的办法闪现, 使调查者可更直观地调查病灶的空间解剖方位, 这在外科手术规划和放疗方案拟定中有重要含义。在图画交融技能研讨中,不断有新的办法呈现, 其间小波改换在图画交融中的运用, 依据有限元剖析的非线形配准以及人工智能技能在图画交融中的运用将是往后图画交融研讨的热门与方向。
伪五颜六色图画处理技能:伪五颜六色图画处理技能是将是非图画经过处理变为五颜六色图画, 可以充分发挥人眼对五颜六色的视觉才能, 然后使调查者能从图画中取得更多的信息。经过伪五颜六色处理技能, 进步了对图画特征的辨认。临床研讨对CT.、MRI、B 超和电镜等图片均进行了伪五颜六色技能的测验, 取得了杰出的效果, 部分图片经过处理后可以闪现隐性病灶。


(四)生物芯片
生物芯片是依据生物分子间特异彼此效果的原理,将生化剖析进程集成于芯片外表,然后完结对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指经过不同办法将生物分子固着于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝胶、尼龙膜等固相递质上构成的生物分子点阵。因而生物芯片技能又称微陈设技能,含有许多生物信息的固相基质称为微阵列,又称生物芯片。生物芯片在此类芯片的根底上又开展出微流体芯,亦称微电子芯,也就是缩微试验室芯片。
生物芯片的第一个运用范畴是检测基因表达。可是将生物分子有序地放在芯片上检测生化标本的战略是具有广泛的运用对基因组DNA进行杂交剖析可以检测DNA编码区和非编码区单个碱基改动、确失和刺进,DNA杂交剖析还可用于对DNA进行定量,这对检测基因拷贝数和染色体的倍性是很重要的。因而生物芯片关于基因工程的开展具有重大含义。
此外,在临床上,相同药物的剂量对患者甲有用可能对患者乙不起效果,而对患者丙则可能有副效果。在药物效果与副效果方面,患者的反响差异很大。这首要是因为患者遗传学上存在差异,如药物应对基因,导致对药物发作不同的反响。假如运用基因芯片技能对患者先进行确诊,再开处方,就可对患者施行个别优化医治。另一方面,在医治中,许多同种疾病的详细病因是因人而异的,用药也应因人而异。如将这些基因骤变部位的悉数序列构建为DNA芯片,则可快速地检测患者是这一个或那一个或多个基因发作骤变,然后可对症下药,所以对辅导医治和预后有很大的含义。医疗界的确诊和医治水平也会因而而迈上一个更高的台阶。
(五)开展趋势及我的观点
电子科学技能的开展及其在医学上的运用无疑对生物医学有着重要的效果。在医学确诊方面, 精细医疗仪器、敏捷开展的C T 和M R I 成像技能、以及各种依据数学改换的信号与图象处理和剖析办法不只进步了确诊的精确性, 提早了确诊时刻, 还能减轻对人体的损害。尤其是对生物体内深层次信息的提取和处理能供给更丰厚、更精确、更要害的确诊信息。在医学保健和医治方面, 各种主动监护体系正遭到欢迎, 核算机医学信息网络使国际各地高水平的医学专家对某一医院的疑难杂症的会诊成为一件往常的作业, 各种医治机和恢复仪往往使医治无副效果和无创伤。
我以为在医学确诊、医治和保健方面, 医学成像、医学信息网络及多媒体技能运用、患者主动监护、家庭医疗保健、生物电磁效应及放射线医治、微型可植入式医疗仪器、最小损害手术等是最值得注意的开展方向。
在可以预见的未来,跟着信息技能在通讯、长途操控、微处理及办法辨认等方面的不断开展,必将为生物医学工程范畴带来更大的开展空间,并由此使人们可以承受更高水平的医效果劳。


 
三、现代生物医学的最新效果推进电子信息科学的开展
如上文所说,生物医学电子学是一门新式的, 触及生物、医学、电子信息科学等多学科穿插的边际学科。它运用电子信息科学的办法处理生物医学中的问题, 为进步人类生活水平及健康确保供给了新的途径。一同,现代生物医学的最新效果也推进电子信息科学的开展。例如,供给新式资料以及为新一代智能核算机体系供给新一代器材, 新的体系结构和新的核算原理等。
这方面的研讨首要包含以下内容: 生物(或有机) 电子功用资料, 分子电子器材, 生物传感器, 以及生物信息体系的建模与(仿真(包含生物核算和神经网络)。下文首要对分子和生物分子电子学、生物传感器两方面进行阐明。
(一)分子和生物分子电子学
分子和生物分子电子学一般也简称为分子电子学,是经过对分子结构与功用的研讨,寻求分子内和分子间信息的传递和处理,然后以分子器材完结电子器材的功用,最终方针是研发由分子器材结构的并行散布式仿生智能信息处理体系。
现在分子电子学研讨的内容有:1)纳米技能;2)纳米结构分子资料的取得及运用;3)分子器材的效果机理和模型;4)分子核算体系模型等。
分子电子技能充溢应战。要开宣布一种无导线安装的核算机结构,就需求用化学办法组装成纳米线路,可是比其时用光印制的无机线路,它的完结可能在很长一段时刻内会有更多的问题。因而, 向分子电子技能过渡将是渐进的,会存在必定中心阶段,其间包含运用一般的硅技能与分子组件集成,以构成稠浊设备。这种可能性是极大的,因为跟着微电子加工工艺的开展,其水平将可能到达分子水平。
(二)生物传感器
在生物医学工程上常用的传感器除了常用的压力、心音、温度、液位报警等类型外,近几十年来生物传感器技能有了敏捷的开展.生物传感器是一个十分活泼的研讨和工程技能范畴,它与生物信息学、生物芯片、生物操控论、仿生学、生物核算机等学科一同,处在生命科学和信息科学的穿插区域。生物传感器是开展生物技能必不行少的一种先进的检测办法与监控办法,也是物质分子水平的快速、微量剖析办法。它们的一起特征是:探究和提醒出生命体系中信息的发作、存储、传输、加工、变换和操控等根本规则, 讨论运用于人类经济活动的根本办法。


生物传感器由分子辨认部分( 活络元件) 和变换部分( 换能器) 构成,以分子辨认部分去辨认被测方针,是可以引起某种物理改动或化学改动的首要功用元件。分子辨认部分是生物传感器挑选性测定的根底。
医学范畴的生物传感器发挥着越来越大的效果。生物传感技能不只为根底医学研讨及临床确诊供给了一种快速简洁的新式办法,并且因为其专注、活络、呼应快等特色,在军事医学方面,也具有宽广的运用远景。在临床医学中,酶电极是最早研发且运用最多的一种传感器。运用具有不同生物特性的微生物替代酶,可制成微生物传感器。在军事医学中,对生物毒素的及时快速检测是防护生物武器的有用办法。生物传感器已运用于监测多种细菌、病毒及其毒素。
因为生物传感器可以替代惯例的化学剖析办法,因而,它的呈现可以说是一场技能革命。为此,国际上一些科技兴旺的国家都把生物传感器的研讨作为生物技能工业化的要害技能,投入了相当大的人力、物力进行研发开发。现在,商场上出售的生物传感器大多是第二代产品,它含有生物工程分子,能直接感知并测定出指定的物质。第三代或第四代的生物传感器的典型代表是把硅片与生命资料相结合制成的生物硅片。这种有机与无机相结合的生物硅片比传统硅片的集成度要高几百万倍,且在作业时不发热或仅发作微热。


(三)开展趋势和我的主意
现代和未来的信息社会中,信息处理体系要对天然和社会的各种改动做出反响,首要需求经过传感器将外界的各种信息提取出来并变换成信息体系中的信息处理单元(即核算机)可以接纳和处理的信号。电子技能在这些范畴中起的要害效果,生物医学的开展对电子技能也起了巨大促进效果,这两者彼此促进,电子技能的开展将为生物医学带来巨大的革新,相同生物医学也将会给电子技能的立异供给簇新的思路。
四、生物医学电子学远景
纵观医学新技能诞生和开展的 前史,从伦琴发现X线到今日X射线医治技能的开展,从朗兹万发现超声波到今日B超确诊的 广泛运用,从布洛赫和伯塞尔发现核磁共振到今日MRI的面世,从赫斯费尔德创造CT到今日C T成像体系的运用,都是以电子学为根底、医学需求为条件开展起来的医学新技能 。循着20世纪医学开展的轨道,我以为21世纪新的医学医治技能可能在以下几个方 面有重大打破和立异:
(1)各种医治仪器、试验设备趋向核算机化、智能化,长途医疗信 息网络化。
(2)介入性微创,无创医治技能在临床医疗中占有越来越重要的方位。激光技能,纳米技能 和植入型超微机器人将在医疗各范畴里发挥重要效果。
(3)医疗实践发现单一形状印象诊查仪器不能满意疾病前期确诊的需求。跟着PET的面世和应 用,形状和功用相结合的新式检测体系将有大开展。非印象增显剂型心血管、脑血管印象诊 查体系将在21世纪面世。
(4)生物资料和安排工程将有较大开展,生物机械结合型、生物型人工器官将有新打破,人 工器官将在临床医疗中广泛运用。
(5)资料和药物相结合的新式给药技能和设备将有很大开展,植入型药物长效缓释资料,药 物贴覆透入资料,促上皮、安排成长可降解资料,可逆抗生育绝育资料、生物止血资料将有 新打破。
(6)未来医疗将由医治型为主向防止保健型医疗办法改变。为此,用于社区、家庭、个人医 疗保健医治仪器,恢复保健设备,以及微型健康自我监测医疗器械和用品将有广泛需求和应 用。
(7)除持续尽力加强生物源性疾病防治外,对精力、心思、社会源性疾病的防治医治技能和 相应仪器设备的研发遭到越来越多的注重与开发,研发精力剖析、心思安慰、生物反馈型诊 疗技能和设备将是生物医学工程的新起点。
(8)行将迎来的21世纪是分子生物学年代,有关分子生物学的医治新技能将快速开展,遗传 、疾病基因医治技能,生物技能和微电子技能相结合的DNA芯片、洁白芯片和医治体系将被 广泛运用。
(9)空气污染、环境污染严重危害着人类健康,研讨和开发劳动保护、家庭保健、个人防护 用的人工气候微环境是未来不能忽视的问题。


 
、课程总结
其时就是冲着生物医学工程这个称号选的这门课,并且是以专题讲座的办法。一学期下来,感觉收成颇多,每周一节课,不同的教师给咱们讲不同方面的生物医学新开展,也就是课堂上的专题讲座,生动形象地叙述不同生物资料、医学仪器、医治新技能及未来的开展远景。
经过对生物医学工程概论课程的学习,我对生物医学工程不再生疏,学了概论之后,它奥秘的面纱已被揭开,生物医学工程是一门新式的有很大潜力的穿插学科,处于生命科学与信息技能科学及工程学的穿插范畴。作为生物医学工程专业的学生,只需咱们学好专业常识,多考虑,多着手,信任咱们在具有很好的开展远景的一同也必定能为我国生物医学工程的开展做出自己的奉献! 


参考文献:
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