生物医学工程学科导论论文

BME 学科导论论文

——生物医学工程131班罗族

关键字：生物医学工程研究领域现状发展趋势就业前景

一、生物医学工程简介

1.学科概况

生物医学工程是一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

2.学科特点

(1)交叉性：它是各种学科知识的高水平交叉、新时代结合的产物；是生命科学（生物学与医学）现代化的迫切需求；是现代科学技术迅速发展的必然结果。

(2)依赖性：它尚未形成自己的独立基础理论与知识体系（与传统学科不同），融合各交叉学科知识为自己的基础；缺乏永恒的研究主题与固有的中心目标，随交叉学科的发展和应用对象的需求而变化。

(3)复杂性：它知识覆盖面非常广，几乎涉及所有自然科学与技术的基础理论与知识体系；相关的研究机构、专业教育、企业厂家和市场营销只能涉足其部分，而不能包揽全局。

(4)服务性：它以应用基础或直接应用性研究为中心，以最终在生物医学领域应用为目的；为生命科学的创新性发展提供现代化工具，为医疗卫生事业现代化发展提供新装备（支撑生物医学工程产业）。

二、研究领域

生物医学工程学是工程学与生物学、医学结合的产物，任何工程学科与生物学和医学的结合均属于生物医学工程的范畴，因此生物医学工程的研究领域十分广泛，并在不断的发展，目前较成熟的领域有如下八个：

1. 生物力学

2. 生物材料

3. 生物系统建模与仿真

4. 物理因子在治疗中的应用及其生物效应

5. 生物医学信号检测与传感器

6. 生物医学信号处理

7. 医学图像技术

8. 人工器官

三、生物医学工程的现状

1、发达国家生物医学工程的现状

在美国以及欧洲等经济发达国家，早在上世纪50年代就指出生物医学工程的重要性，基于其强大的经济、科技实力，经过近半个世纪的努力均取得了各自的成果。如今，这些国家在生物医学工程方面处于世界前列。但是面对当今科技飞速发展的新形势，他们仍在想尽一切办法努力前进。在美国，许多著名大学根据自身条件和生物医学工程学科的特点以及社会需要采用各种方式积极推进“学科交叉计划”。这样一来，生物医学工程在这一有利条件下迅速发展，朝向以整合生物、医学、物理、化学及工程科学等高度交叉跨领域方向发展。这种发展方向既促进了传统性专业的提升，又为逐步形成新专业创造了条件。

另外，美国政府因认识到新的世纪生物医学工程对促进卫生保障事业发展所具有极大的重要性，急需扭转美国生物医学工程领域研发工作群龙无首的分散局面，美国第106届国会于2000 年 1 月24 日通过立法，在国立卫生研究院（NIH）内设立了国家生物医学成像和生物工程研究所，规定由该所负责对美国生物医学工程领域的科研创新、开发应用、教育培训和信息传播等进行统一协调和管理，促进生物学、医学、物理学、工程学和计算机科学之间的基本了解、合作研究以及跨学科的创新。这也大大推动了美国的生物医学工程学科的发展。

2、国内生物医学工程的现状

我国的生物医学工程学科相对国外发达国家来说起步比较低。自上世纪70 年代以来，经过30 多年的发展，目前全国已有很多所高校内设有此专业，在一些理、工科实力较强的高校内均建有生物医学工程专业。由于这些学校的理、工等学科在全国都有重要的影响，且大都设有国家级重点学科，他们开展起来十分方便，这些院校均是以科研性学科设置的。此外，还有一些医学院校则是以医学作为基底学科，置入某些工程学科的知识，并以医学应用为目的建立相关的课程体系，而对于生物学中所涉及到的细胞及分子生物学、发育生物学及生物技术，对于工程技术中的控制技术、材料学均较少涉及，这些院校培养的目标就是将生物医学工程运用于实际。因为生物医学工程是以理、工、医为基础，医学中的许多问题只有在这些学科相互结合的前提下才能得以解决。要将基础研究转化为工业化产品，将美好的前景分析变为卫生保健的实际行动而服务于广大人民，就离不开生物医学工程师。这就是这些生物医学工程工作者的工作理念。

但是，从总体上说我国的生物医学工程学科的发展仍不平衡。30 多年以来，我们在研究方面引进、消化、跟踪研究多，创造性研究较少；理论方法等应用基础研究多，取得自主知识产权的应用研究少。处于理工科院校的生物医学工程学科其工程力量雄厚，但是由于缺少医学背景，在真正用于临床、解决医学实际问题方面还较落后。而处于医学院校的生物医学工程学科其研究的主要特点是和医学结合紧密，医学大背景深厚，但是工程力量相对落后，科研投入不足。这就是我们国家目前生物医学工程的现状。

四、新世纪生物医学工程的发展趋势

纵观生物医学工程的历史和目前人类对其的要求可以看出，生物医学工程

作为学科整体的发展趋势十分广泛。

（1）纳米材料的出现将使20世纪初期奠定的物理、化学理论基础面临重大的挑战。

与此同时，纳米材料本身也将进而取得突飞猛进的发展和应用；此外，材料科学中的分子设计可望实现，与生物组织相结合的组织工程学研究将进入实用阶段。而且，将会有更多的人工器官研制成功并将在临床上投入使用。比如：采用组织工程学方法研制人工胰和人工肝。

（2）电子技术与生物技术的融合可望研制更多、更为新颖的传感器。比如：目前硅半导体集成度可达109，而人工合成蛋白质的分子器件可使存储器集成度高达1012位。

（3）随着计算机网络和通讯的发展，生物医学工程将使临床医学从住院治疗向着门诊治疗、乃至家庭医疗保健方向发展。

（4）虚拟现实技术的发展将为医学基础研究与临床医疗提供更为先进的技术手段。

（5）光子技术将取得突破性进展，如各种激光器件的开发及光参量放大、光纤、非线性光学、光数据存储、集成光等技术的发展，半导体激光器在生物医学中的应用将有更为诱人的前景。

（6）各种物理因子生物效应的深入研究，如生物磁、低强度毫米波的研究，将使人们对人体生命现象有进一步的认识，开发出新的技术装置。

（7）中医工程及各种高技术的应用，将使传统医学在现代科技基础上更加光大。

五、生物医学工程专业就业前景分析

生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科，其主要研究方向是运用工程技术手段，究和解决生物学和医学中的有关问题。本专业研究方向主要包括生命科学、生物力学、医疗器械等，我校生物医学工程专业方向则为医疗器械方向，主要是为了培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有较深厚现代电子工程技术基础理论和一定医学科学知识的生物医学高级工程技术人才。

据中华医学会医学工程学分会副主任委员吕忠生介绍，目前全国大约有6万家医院，医学工程师只占医院总人数的 10％，与国外30％的比率相差悬殊。作为医学工程的最大产业，国内1万多家医疗设备企业也急需医学工程师。同时现代医学技术的进步是和生物医学工程学的发展也是分不开的，由此可见本专业有广阔的就业前景。

ⅰ现对就读本专业前景进行简单分析：

1、出国深造

生物医学工程属于综合交叉发展学科，且与应用有紧密的结合，国外很多著名大学都很注意其发展，所以出国深造机遇很大，也会有更大的发展空间，同时可以转向学习生命科学，这方面在国外有更先进的发展研究。

2、读研

生物医学工程专业考研有很多选择方向，如电子学方向、医疗器械方向、图像处理方向、自动化方向、计算机算法与结构等。从历年的考研情况来看，选择多，考研情况较好。

3、找工作

ⅱ生物医学工程就业前景

生物医学工程作为一门新兴的边缘学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，在各层次上研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去控制这类变化，其目的是解决医学中的有关问题，保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。

生物医学工程兴起于20世纪50年代，它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系，而且发展非常迅速，成为世界各国竞争的主要领域之一。

生物医学工程学与其他学科一样，其发展也是由科技、社会、经济诸因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会，1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会，后来成为国际生物医学工程学会。

生物医学工程学除了具有很好的社会效益外，还有很好的经济效益，前景非常广阔，是目前各国争相发展的高技术之一。以1984年为例，美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元。美国科学院估计，到2000年其产值预计可达400～1000亿美元。

生物医学工程学是在电子学、微电子学、现代计算机技术，化学、高分子化学、力学、近代物理学、光学、射线技术、精密机械和近代高技术发展的基础上，在与医学结合的条件下发展起来的。它的发展过程与世界高技术的发展密切相关，同时它采用了几乎所有的高技术成果，如航天技术、微电子技术等。

目前各国竞相发展的高技术之一为医学成像技术，其中以图像处理，阻抗成像、磁共振成像、三维成像技术以及图像存档和通信系统为主。在成像技术中生物磁成像是最新发展的课题，它是通过测量人体磁场，来对人体组织的电流进行成像。生物磁成像目前有二个方面。即心磁成像(可用以观察心肌纤维的电活动，可以很好地反映出心律失常和心肌缺血)和脑磁成像(用以诊断癫痫活动、老年性痴呆和获得性免疫缺陷综合征的脑侵入，还可以对病损脑区进行定位和定量)。

另一个世界各国竞相发展的高技术是信号处理与分析技术，其中包括心电信号、脑电、眼震、语言、心音呼吸等信号和图形的处理与分析。

高技术领域中还有神经网络的研究，目前世界各国的科学家为此掀起了一个研究热潮。它被认为是有可能引起重大突破的新兴边缘学科，它研究人脑的思维机理，将其成果应用于研制智能计算机技术。运用智能原理去解决各类实际难题，是神经网络研究的目的，在这一领域已取得可喜的成果。

众所周知，生物医学工程是理、工、医、生物等学科高度交叉的新兴学科，

可在管理机构和国家机关，医学机构（临床研究、高度专业化的医学护理，管理）, 在医疗器械的使用、销售和服务上，研究所，大学（基础研究，教学），国际制药、保健品企业（管理、研究和开发），私人机构和医生合作，毕业生可直接参加高度专业化的医学护理和解决临床基础研究的问题，由他们研制的器械和系统对于疾病的观察、诊断、治疗、缓解起着很重要的作用。

生物医学工程学科性质定位于工科，因此，这就决定了本学科的主要任务为现代医学和现代生物学提供最先进的工程理论和方法，培养这些领域急需的人才。本学科一方面要求同学要掌握医学和生物学的基本知识，同时，要结合医学学科的特点深入扎实地学习电子、信息类的专业知识，包括医学电子学、医学信号的检测和处理、医学成像与医学图像处理、医学模式识别、医疗仪器原理及设计等。本学科的数学和外语和清华大学电子、信息类学科一样要求。

生物医学工程强调要打好基础，强调能力的培养，特别强调创新能力的培养，强调要宽口径培养，注重实践环节，增加了选修课，取消了限选课，从而拓宽了学生选课空间与个性发展的余地。由于生物医学工程学科是理、工、医、生物等学科高度交叉的新兴学科，致力于为人的防病、治病、康复和健康以及为探索生命现象提供高水平的科学方法和工程技术手段，因此，其研究和应用领域都极其广泛，所培养的学生自然也大有用武之地。

那么生物医学工程就业前景与就业方向是什么：

毕业生工作去向主要有以下几个方向：

（1）医院

到医院设备科，放射科，信息中心等部门工作，主要从事医疗器械的维护、采购管理工作以及信息管理等。

（2）医疗器械企业

到医疗仪器企业做研发、销售、维修。销售主要是做好本区域内老客户的器械更新等业务，同时需要开发新的销售渠道；售后工程师，主要负责所属器械的安装调试维修等。医疗器械企业南方发展普遍较好，企业多，就业机会多。

（3）电子计算机相关企业

生物医学工程专业所学知识面广，包括很多电子计算机方面的课程，很多毕业生进入此类企业工作。

（4）高等医学院校从事医学影像技术的教学、科研工作。

（5）报考相关方向的公务员。

（6）除此之外，应征入伍、参加支援西部计划、到村任职、报考选调生、自主创业等就业途径。

综上所诉，生物医学工程就业前景与就业方向还是很明朗的。

六、认识与总结

生物医学工程学是医疗保健性产业的重要基础和动力，医疗器械和医药工业同生物医学工程学的研究与应用有着最直接的联系，它所带动的产业在国民经济中占有重要比例，例如美国每年生物医学工程学带动的产业就达数百亿美元。各国在生物医学工程方面的投入，随着生活水平的提高而逐年增加。这门学科面临着众多的新课题，许多成果又有着极好的产业化前景，因此生物医学工程学被称为朝阳学科。

综上，我想说的就是生物医学工程涉及十分的广泛，因此在学习过程中我们要开阔学习视野，活学活用，在不断总结、质疑的基础上创新。关于毕业后就业我认为会有很多的选择，但是我们想要找到好的工作还得靠自己好好的努力学习，争取学好、学精自己的专业，并且要尽力去考研更加深入的学习自己的专业。