《生物医学工程基础》教案
《生物医学工程基础》教案
《生物医学工程基础》教案
四川大学材料科学与工程学院
尹光福
适用专业：生物医学工程专业本科
适用年级： 2003级
使用日期： 2005－2006学年第1学期
2005年8月
《生物医学工程基础》课堂教学
课程总体安排
《生物医学工程基础》课程课堂教学共68学时，分为6部分讲授：第一部分生物医学工程概述(尹光福教授承担)；第二部分生物医学材料(尹光福教授承担);第三部分人工器官(苏葆辉副教授承担)；第四部分生物医学图像(李德玉教授承担)；第五部分生物医学仪器(邹远文教授承担)；第六部分生物力学(蒋文涛副教授承担)。
各部分课堂讲授学时安排：
第一部分：生物医学工程概述 4学时
第二部分：生物医学材料 14学时
第三部分：人工器官 12学时
第四部分：生物医学图像 14学时
第五部分：生物医学仪器 12学时
第六部分：生物力学 12学时。
研究生的生物医学工程教案
研究生的生物医学工程教案一、引言生物医学工程是现代医学发展的重要领域之一，它结合了工程学、医学和生物学等多个学科，旨在提供先进的技术和解决方案来改善医疗保健系统。
随着医疗技术的不断进步和社会对健康需求的增长，生物医学工程专业的研究生教育也日益重要。
本文将讨论研究生的生物医学工程教案，旨在为该专业的培养提供指导。
二、教育目标1. 培养学生的技术能力：生物医学工程的核心在于技术应用，研究生的教育目标之一是培养学生掌握相关技术的能力。
通过课堂学习和实验实践，学生应该具备设计、开发和维护生物医学工程设备和系统的能力。
2. 提升学生的研究能力：作为研究生教育的重要内容，研究生应具备独立进行科学研究的能力。
他们应该能够提出合适的研究问题，进行实验设计和数据分析，并撰写高质量的科研论文。
3. 培养跨学科的综合能力：生物医学工程涉及多个学科领域，研究生教育应该培养学生跨学科的综合能力。
他们应该具备工程学、医学和生物学等学科的基础知识，并能够将这些知识应用于实际问题的解决。
三、教学内容1. 基础理论课程：研究生的生物医学工程教育应该包括基础的理论课程，包括生物医学工程导论、生物材料与界面学、生物信号处理等。
这些课程旨在为学生提供必备的基础知识，奠定学科学习的基础。
2. 技术实践和实验课程：生物医学工程是一门实践性很强的学科，因此研究生的教育也应该注重技术实践和实验课程的开展。
学生应该通过实验课程了解生物医学工程的具体应用，如医学成像技术、生物材料的制备与表征等。
3. 学术研究课程：作为研究生教育的核心内容，学术研究课程应该帮助学生提升科研能力。
研究生可以通过论文写作、科研方法学等课程，学习论文写作技巧、科学研究的基本原理和方法。
四、教学方法1. 理论与实践相结合：生物医学工程是实践性很强的学科，因此教学方法应该注重理论与实践相结合。
课堂教学应该融入实际案例和实验操作，帮助学生将理论知识应用于实际问题的解决。
2. 小组讨论和实验室研究：生物医学工程研究需要团队合作和实验室研究的支持，因此教学方法应该注重小组讨论和实验室研究。
生物医学工程教学设计
掌握生物医学工程的基本理论、方法和技术，了解相 关领域的前沿动态。
能力目标
培养学生具备独立分析和解决生物医学工程问题的能 力，以及创新实践的能力。
素质目标
培养学生的团队协作精神、职业道德素养和社会责任 感。
课程安排与考核方式
课程安排
介绍课程的总体安排，包括教学 内容、教学方法、教学资源等方 面的规划。
诊断仪器设计原理及应用实例
医学影像诊断仪器
利用X射线、CT、MRI等技术获取生物体内部结构和功能信息， 辅助医生进行疾病诊断。
电生理诊断仪器
通过心电图、脑电图等电生理信号检测和分析，评估心脏、大脑 等器官功能状态。
生化分析诊断仪器
利用光谱、色谱等技术对生物样本进行化学成分分析，为疾病诊 断和治疗提供依据。
生物医学工程设计与制作实验
包括生物医学工程产品的设计、制作、测试 和评估等步骤。
实验报告格式和提交方式
实验报告格式
应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果、数据分析与讨论、结论与建议等部 分。
提交方式
实验报告应以电子文档形式提交，同时需要提供实验过程中的相关数据、图表和代码等 资料。
07
课程总结与展望
课程重点内容回顾
生物医学工程基础知识
涵盖了生物医学工程的基本概念、原理 和方法，包括生物材料、生物力学、生
物信号处理等。
生物医学仪器与设备
讲解了生物医学仪器与设备的设计、 制造和应用，如心电图机、血压计、
人工器官等。
医学影像技术
介绍了医学影像技术的原理和应用， 包括X射线、CT、MRI、超声等影像 技术。
05
生物医学仪器设计与应用
生理参数检测仪器设计原理
生物医学工程教学大纲
生物医学工程教学大纲一、课程简介生物医学工程是交叉学科领域，涉及医学、工程学、生物学和计算机科学等多个学科知识。
本课程旨在培养学生具备扎实的理论基础和实践能力，从而为未来从事相关领域的工作做好准备。
二、课程目标1. 了解生物医学工程的基本概念和发展历程；2. 掌握生物医学工程的相关技术和方法；3. 熟悉生物医学工程在医学领域的应用。
三、课程内容1. 生物医学信号处理- 生物信号的获取和处理- 信号处理方法及实践- 生物医学图像处理2. 生物信息学- 基因组学和蛋白质组学- 生物信息学分析工具的应用- 生物信息学数据分析案例3. 医学成像技术- X射线成像- 核磁共振成像- 超声成像- 医学成像技术的原理和应用4. 生物医学器械- 生体医学传感器- 医用仪器设备的设计与制造- 医用器械的检测与维护四、教学方法1. 理论课程- 知识讲解- 理论模型分析- 案例讨论2. 实践课程- 实验操作- 项目设计与实施- 实际案例分析五、考核方式1. 平时表现- 出勤情况- 课堂参与2. 作业- 书面作业- 实验报告3. 期末考试- 理论知识考核- 实际操作能力考核六、参考教材1. 《生物医学工程导论》2. 《生物医学信息学导论》3. 《医学成像技术原理》七、教学团队本课程由资深医学工程师和生物医学专家共同组成教学团队，保证教学内容的权威性和实用性。
通过本课程的学习，学生将掌握生物医学工程领域的基础知识和相关技术，为将来的就业和研究打下扎实的基础。
希望每位学生认真对待本门课程，勤奋学习，取得优异的成绩。
祝愿学生们在生物医学工程领域有所作为，为推动医学科技的发展贡献自己的力量。
生物医学工程基础教案专家讲座
本部分主要介绍：生物力学概论，分子生物力学， 细胞生物力学，组织生物力学，器疗力学，系统力学， 人与环境生物力学，以及生物流体力学等。
生物医学工程基础教案专家讲座
第1页
§2.1 生物力学概论 § 2.2 生物力学力学基础 § 2.3 活组织力学性质 § 2.4 肌肉力学基础 § 2.5 血液流变学导论 § 2.6 心脏力学 § 2.7 血液循环力学规律 § 2.8 呼吸力学 § 2.9 器官力学几个方面 § 2.10 应力和生长
椎间盘载荷 50kg 35kg 100kg 140kg
115kg 120kg 125kg床 大笑 向前弯腰20° 向前弯腰20°,并双手各负 重10kg 举重20千克，背直膝弯 举重20千克，背弯膝直 屈膝蹲起练习 两足分开屈膝蹲起 俯身拱腰
椎间盘载荷 140kg 150kg 150kg 215kg
I 22
I
23
I 32 I 33
第22页
上述刚体动力学基本方程在生物力学中是很有用。
（1）用来研究人在走、跑、跳跃、负重、操作等运动 过程中人体整体以及各肢体运动规律，以改进动作，提升 效率——如体育运动技术优化；
（2）人在各种姿态、运动、操作等过程中，各肢体、 关节受力情况，是作力学分析（比如应力和应变分布、应 力和组织生长关系等）前提，也在卫生保健、人工关节和 人造肢体研制和设计等方面有主要意义。
第17页
1. 生物反应器内流动，传质和传热； 2. 应力对细胞、微生物生长和功效影响； 3. 生物制品分离过程中流体力学问题； 4. 流动应力对生物大分子结构和功效影响。
生物医学工程基础教案专家讲座
第18页
（四）动物运动
背景与目标：仿生工程技术，生物学中一些理论问 题定量分析等。
生物医学工程教学计划
生物医学工程教学计划一、引言随着科技的迅猛发展，生物医学工程作为一门新兴的跨学科学科逐渐受到人们的关注。
生物医学工程将工程学、医学和生物学相结合，致力于研究和解决医学领域中的问题，为人类健康提供技术支持。
为了培养和培养更多的专业人才，各高校纷纷设立了生物医学工程专业，并制定了相应的教学计划。
二、教学目标生物医学工程既涉及到工程学的基础知识，如力学、电子学等，又涉及到医学、生物学的专业知识，如解剖学、生物材料等。
因此，生物医学工程专业的教学目标应该有三个方面：培养学生的理论知识、实践能力和创新思维。
首先，学生应该通过学习生物医学工程的基础理论知识，如生物材料的性能与生物相容性等，掌握学科的基本原理和重要概念。
其次，学生应该接受实践训练，例如设计和制造医疗设备、仿生器官等，培养学生的实践能力和动手能力。
最后，学生应该培养创新思维，通过参与科研项目和创新竞赛等活动，培养学生的创新能力和科学精神。
三、教学内容生物医学工程的教学内容应包括工程学、医学和生物学的相关知识。
在工程学方面，学生应学习力学、电子学、材料学等基础知识，以便了解和理解人体生理和疾病的工程学原理。
此外，还应学习生物医学图像处理技术、医疗信息系统等医学工程相关的知识。
在医学方面，学生应学习相关的医学知识，如人体解剖学、病理学、药理学等，以便更好地理解和应用生物医学工程学科。
在生物学方面，学生应学习细胞生物学、遗传学、生物材料学等生物学知识，以便更好地理解和应用生物医学工程学科。
四、教学方法生物医学工程教学的方法应该灵活多样，结合理论和实践相结合。
首先，理论教学是非常重要的。
教师可以通过讲授、讲解和演示等形式，向学生传授基础理论知识。
此外，还可以组织学术讲座和研讨会，邀请专家和学者分享最新的研究成果和学术进展。
其次，实践教学也是不可或缺的。
学生应该参与实验教学，亲自动手进行实验操作，培养实践能力和创新思维。
同时，学生还应参与实习、实训等实践活动，了解和掌握实际工作环境和实际应用情况。
生物医学工程概论教学设计
识和技术引入课堂，使学生能够紧跟时代步伐。
强化实践环节
02 通过实验、课程设计等实践环节，加强学生对理论知
识的理解和应用能力。
开展课堂互动与讨论
03
鼓励学生积极参与课堂互动和讨论，提高学生的思维
能力和表达能力。
பைடு நூலகம்
教学方法创新点
启发式教学
通过启发式教学方法，引导学生主动思考、发现问题并解决问题 ，培养学生的自主学习能力和创新思维能力。
实验内容与步骤
步骤 1. 准备实验器材和试剂，检查仪器状态是否正常。
2. 按照实验指导书要求，正确连接电路和调试仪器。
实验内容与步骤
3. 进行生物医学信号 的采集与处理，记录 实验数据。
5. 整理实验器材和场 地，撰写实验报告。
4. 对实验数据进行分 析和处理，得出结论 。
实验注意事项
安全注意事项
实验室及仪器设备
专业实验室
配备完善的生物医学工程实验室，满 足学生实验和实践需求。
实验耗材保障
提供充足的实验耗材，确保实验的顺 利进行和效果。
先进仪器设备
引进国内外先进的生物医学工程仪器 设备，确保学生接触到最新的技术和 应用。
师资队伍与培训
优秀师资队伍
01
组建高水平的生物医学工程教师团队，具备丰富的教学和科研
课程项目
要求学生完成与生物医学工程相关的 课程项目，以评估其综合运用知识和 解决问题的能力。
考勤与课堂表现
考察学生的出勤率、课堂参与度及作 业完成情况。
成绩评定与反馈
01
02
03
成绩构成
理论考试成绩、实验操作 考核成绩、课程项目成绩 和考勤与课堂表现成绩按 一定比例综合评定。
生物医学工程实验教学设计
小组讨论及成果展示评价
小组讨论应注重团队合作，分工明确 ，共同解决问题。
评分标准包括小组讨论的活跃度、成 果展示的质量和创意、团队合作的默 契度等。
成果展示要求内容充实、形式新颖， 能准确反映小组实验的成果和收获。
05
实验教学效果评估与改进
学生满意度调查结果分析
学生对实验教学内容的兴 趣和满意度
02
实验教学内容与方法
生物医学工程基础实验
生物组织结构与功能实验
01
通过显微镜观察生物组织切片，了解细胞、组织和器官的结构
与功能。
生物医学信号检测与处理实验
02
学习生物医学信号的采集、放大、滤波和数字化处理方法，掌
握生物医学信号的基本特征。
生物医学仪器使用与维护实验
03
熟悉常用生物医学仪器的使用方法，掌握仪器的日常维护与保
通过问卷调查收集学生对实验教学内容、实 验难度、实验设备等方面的反馈，分析学生 对实验教学的整体满意度。
学生对实验教学方式的评价
了解学生对实验教学方式（如讲解、演示、实践等 ）的评价，以便针对不同需求进行改进。
学生对实验教学效果的评 估
收集学生对实验教学效果的自我评价，包括 知识掌握程度、技能提升等方面，以衡量实 验教学的成果。
培养学生动手能力和解决问题的能力
通过实验操作和实践，培养学生动手能力和解决问题的能力，使学生能够独立完 成实验操作和解决实验过程中遇到的问题。
提高学生创新能力
激发学生创新思维和意识
通过实验教学中的创新性实验设计和探索性实验，激发学生创新思维和意识， 培养学生敢于尝试、勇于创新的精神。
培养学生创新能力和团队协作精神
01
02
03
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
近20多年来，这门科学得到蓬勃发展。以人工医用 材料和器件而言，人体各种组织和器官的功能，除大脑 外，大都可用人工材料或装置去代替。
阿姆斯特朗在邮件中写道：“我们没有任何数据告能够告诉我们，背包内的小水箱能够支撑多长时 间。宇航局官员将我们第一次探索月表的工作时间限制在3/4至2小时，以确保我们不会因为温度过高面 临生命危险。在返回加压月球舱之后，我们排出背包里的水并测量水量，最后证实了此前的预测。”
阿姆斯特朗指出，如果有更多自由活动时间，他和奥尔德林会在月球表面进行更多探索。他说： “我们都希望在表面停留更长时间，到距离月球舱和电视摄像机更远的地方探索。但我们需要进行大量 实验，记录和提取样本并拍摄照片。可用时间被全部分配掉，我们需要抓紧时间工作，完成任务。”
§1.2 现代健康医疗体系
一、在解剖学方面
以解剖学Anatomic/Anatomy为基础，医学逐渐取得了进步。 公元前500年，肉眼观察人体结构。 （只有mm级 1m=103mm ）
17世纪，LeeWenhock发明光学显微镜，用它可观察人体细 胞形态结构，由此产生/诞生了组织学、细胞学等。
指标
卫生技术人员数
医院数量 病人床位数量
50年代 50.5 万人
600 家 8 万张
经50年建设后的21世纪初 312 多万人 16700 多家 220 多万张
纵观医学的发展历史，生物医学、工程学与医学的结合 有力地推动了医学的发展。Anatomia是希腊语中的一个词， 意思是用刀切割，肉眼观察人体结构变化，这是公元前500年 的事了，因为当时受科学水平的限制，只能如此。现在医学 界 把 Anatomia 与 人 体 解 剖 看 成 了 同 义 语 。 到 17 世 纪 LeeWenhoch发明了光学显微镜，使医学研究提高到细胞水平， 医学里诞生了细胞学、组织学、细胞病理学。到20世纪60年 代，赫斯费尔德发明的电子显微镜，人们能够观察研究细胞 内核结构DNA、RNA等大分子变化，于是医学跨进了超微结 构时代。21世纪是生命科学大发展的时代，工程技术与生命 科学进一步地互相渗透结合，必将推动医学跨入一个崭新的 时代。
他表示，由于使用了月球车，后来的“阿波罗”号任务中，宇航员能够在月表停留更长时间，但月 球毕竟是一个巨大的世界，仍有很多地方等待我们去探索和发现。他说：“美国人曾6次造访月球，共 对6个不同月球区域进行探索，有的面积与一座城市的郊区相当，有的则相当于一座小镇。我们仍有超 过1400万平方英里(约合3625万平方公里)的月球区域尚未进行探索。”
§1.1 现代健康医疗体系的发展史 §1.2 现代健康医疗体系 §1.3 什么是生物医学工程 §1.4 生物医学工程学的角色、地位与作用 §1.5 生物医学工程学的研究内容和基本任务 §1.6 生物医学工程学的特点 §1.7 生物医学工程学的现状与发展趋势
§1.1 现代健康医疗体系的发展史
一、国外医疗体系的发展过程
登月第一人披露首次月球漫步细节
阿姆斯特朗当年登陆月球的情景
在1969年具有历史性的探月之旅中，阿姆斯特朗和同伴巴兹·奥尔德林 登上了月球 。
据美国太空网报道，“阿波罗11号”宇航员尼尔·阿姆斯特朗是一个神秘人物，向来口风很严。最 近，这位登月第一人对美国国家公共广播网站刊登的博客做出回应，分享其月球漫步的细节，这些细节 此前并未对外界透露。在1969年具有历史性的探月之旅中，阿姆斯特朗和同伴巴兹·奥尔德林登上了月 球，他本人更是因为第一个登上月球成为家喻户晓的人物。
古希腊、古罗马 ------
远古 --- 335AD of Constantine I时代 --- 15、16 世纪的文艺复兴时期 --- 1592年 --- 今天
英国 -----美国 ------
二、我国医疗体系的发展过程
我国在20世纪50年代初，医疗体系才逐渐发展与 建立起来。以下是一组发展概况的数据：
12月7日，美国国家公共广播网站刊登了一篇博客，对阿姆斯特朗及其同伴奥尔德林1969年7月20日 上演的人类历史上第一次月球漫步进行了分析。对于他们为何只在月球表面行进了很短一段距离，这篇 博客也提出了疑问。
国家公共广播的罗伯特·克鲁尔维奇拿到了美国宇航局提供的一张地图，上面标出了阿姆斯特朗和 奥尔德林在月表上的所有行进方向。随后，他将地图与足球场和棒球场的地图叠加。结果发现，两位宇 航员从月球登陆器出发进行的历史性月球漫步不足100码(约合91.44 米)。他说：“从棒球场的角度上说， 阿姆斯特朗最长最大胆的月球漫步距离大约相当于乔·迪马吉奥一局的奔跑距离——从本垒跑到大约球 场中央的位置。”
3. 《生物医学信号的处理和识别》，杨福生等主编，天津 科技翻译出版公司，1997年；
4. 《当代医学新理论与新技术丛书-基础医学卷-生物医学 工程学》，杨子彬主编，黑龙江科学技术出版社，2000年；
5. 《中国生物医学工程的今天与明天》，俞梦孙等主编， 天津科技翻译出版公司，1998年；
6. 《生物医学工程学》，陈百万主编，科学出版社。
《生物医学工程基础》
主要内容
第一部分： 第一章 概论 第二章 生物力学 第三章 生物医学材料 第四章 人工器官 第五章 生物医学传感器基础 第二部分： ……
主要教学参考书
1. 《生物医学工程基础》讲义，陈俊英编，西南交通大学， 2006年；
2. 《现代生物医学工程》，朱翠玲等编著，中国科学技术 出版社，1992年；