生物医学工程专业介绍(原创)
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专家指南

时间:2019-12-28

 

1.1 专业简介

生物工程(Bioengineerig),是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物医学工程(Biomedical Engineering,简称BME)是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用与疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫生状况等目的。



1.2 生物医学工程常见分支

1. 生物成像和信号处理(Bioimaging and Signal Processing)生物医学成像、图像处理和信号处理等各个方面。包括核磁工程、CT等几个方向。那么后期的图像处理是更接地气的一个方向,比如说是给医生一个核磁共振的图,现在大多都是用肉眼去看,以后肯定是要通过计算机的算法去看,这是由 BME 下的图像处理来完成的。

 

2. 生物力学和机械生物学Biomechanics and Mechanobiology)生物力学和机械生物学是由生物对作用力和应变的反应联系起来的。要了解负荷对生物系统的整体影响,重要的是不仅要考虑力应用所导致的变形和剪切速率,还要考虑短期和长期的生物反应。

 

3. 生物微机电/生物纳米(BioMEMs / BioNANOBioMEMs将微小芯片用于生物和医学应用方面。因其形状简单,在先进的生物技术领域中,利用微细加工和微加工等技术来快速的、经济的建成可进行自动化测量的纳米级实验室。在更复杂的情形下,BioMEMS设备为人造器官、独特的药物疗法及观察细胞交流的新途径提供了一个宽广的渠道。

 

4. 生化和生物环境工程Biochemical and Bioenvironmental Engineering)药物生物处理、生物材料、组织工程、药物输送、环境微生物学、生物处理/生物修复和环境建模方面。

 

5. 电机控制(Motor Control 一个跨学科的分支,目的是了解感知运动过程,控制和协调人类运动。对正常行为的学习和协调的洞察力将为更好地理解诸如中风、帕金森氏症和他们的康复等神经系统疾病的异常行为提供基础。是神经科学、生物 学、控制理论、力学和动力学的交叉学科。

 

 6. 计算生物学(Computational biology利用计算机工程和计算的优势应用于生物工程。比如说我们检测到一个 人的 DNA ,我们想要预测他以后会长多高、多胖。那么这个手段就要依靠计算生物学来完成。计算机生物学还有另外一个方面,就是基于常微分方程的一个方向,比如我们知道心脏的收缩是通过生物电在心脏表面的传输,收缩的节律完全是由生物电传输的速度来调控的。那么在什么情况下我们才能让心脏的收缩更节律呢,这就是计算生物学下一个大的方向。

 

6. 细胞和组织工程(Cell and Tissue Engineering 生物分子工程、计算建模、发育生物学、成像、材料科学、纳米流体、机械生物学、分子细胞生物学和系统生物的交叉学科。是国外 BME下的一个大的方向。主要是指用细胞或者基因工程的手段对细胞或者组织进行改造。比如说我硕士做的组织工程,人可能会随着年龄的老化,他身上的器官或者组织会有变化,我可以给他在体外为他人造一个,重新更换。

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1.1 专业简介

生物工程(Bioengineerig),是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

生物医学工程(Biomedical Engineering,简称BME)是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用与疾病预防、诊断和治疗,病人康复,改善卫生状况等目的。



1.2 生物医学工程常见分支

1. 生物成像和信号处理(Bioimaging and Signal Processing)生物医学成像、图像处理和信号处理等各个方面。包括核磁工程、CT等几个方向。那么后期的图像处理是更接地气的一个方向,比如说是给医生一个核磁共振的图,现在大多都是用肉眼去看,以后肯定是要通过计算机的算法去看,这是由 BME 下的图像处理来完成的。

 

2. 生物力学和机械生物学Biomechanics and Mechanobiology)生物力学和机械生物学是由生物对作用力和应变的反应联系起来的。要了解负荷对生物系统的整体影响,重要的是不仅要考虑力应用所导致的变形和剪切速率,还要考虑短期和长期的生物反应。

 

3. 生物微机电/生物纳米(BioMEMs / BioNANOBioMEMs将微小芯片用于生物和医学应用方面。因其形状简单,在先进的生物技术领域中,利用微细加工和微加工等技术来快速的、经济的建成可进行自动化测量的纳米级实验室。在更复杂的情形下,BioMEMS设备为人造器官、独特的药物疗法及观察细胞交流的新途径提供了一个宽广的渠道。

 

4. 生化和生物环境工程Biochemical and Bioenvironmental Engineering)药物生物处理、生物材料、组织工程、药物输送、环境微生物学、生物处理/生物修复和环境建模方面。

 

5. 电机控制(Motor Control 一个跨学科的分支,目的是了解感知运动过程,控制和协调人类运动。对正常行为的学习和协调的洞察力将为更好地理解诸如中风、帕金森氏症和他们的康复等神经系统疾病的异常行为提供基础。是神经科学、生物 学、控制理论、力学和动力学的交叉学科。

 

 6. 计算生物学(Computational biology利用计算机工程和计算的优势应用于生物工程。比如说我们检测到一个 人的 DNA ,我们想要预测他以后会长多高、多胖。那么这个手段就要依靠计算生物学来完成。计算机生物学还有另外一个方面,就是基于常微分方程的一个方向,比如我们知道心脏的收缩是通过生物电在心脏表面的传输,收缩的节律完全是由生物电传输的速度来调控的。那么在什么情况下我们才能让心脏的收缩更节律呢,这就是计算生物学下一个大的方向。

 

6. 细胞和组织工程(Cell and Tissue Engineering 生物分子工程、计算建模、发育生物学、成像、材料科学、纳米流体、机械生物学、分子细胞生物学和系统生物的交叉学科。是国外 BME下的一个大的方向。主要是指用细胞或者基因工程的手段对细胞或者组织进行改造。比如说我硕士做的组织工程,人可能会随着年龄的老化,他身上的器官或者组织会有变化,我可以给他在体外为他人造一个,重新更换。

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