生物醫(yī)學工程專業(yè)，讓你贏在未來起跑線

????生物醫(yī)學工程（Biomedical Engineering）屬于一門交叉學科，與生物工程密切相關(guān)，是將工程技術(shù)與醫(yī)學相結(jié)合以提高醫(yī)療水平的一門學科，其主要目的是研發(fā)各類先進醫(yī)療設備。傳統(tǒng)的生物醫(yī)學工程其研究領(lǐng)域非常廣泛，包括：生物信息學、醫(yī)學圖像、圖像處理、生理信號處理、生物力學、生物材料、系統(tǒng)分析、三維建模等等。生物醫(yī)學工程的應用實例有生物兼容的假體、醫(yī)療器械、診斷設備、MRI和EEG這樣的成像設備以及醫(yī)用藥品。其它還包括起搏器、infusion pump、心肺機、透析機、診斷設備、人工器官、移植以及先進的彌補術(shù)等，都屬于生物醫(yī)學工程的研發(fā)產(chǎn)品。

????生物醫(yī)學本質(zhì)是醫(yī)學，研究的是生物原理下的醫(yī)學問題。生物醫(yī)學工程是研發(fā)醫(yī)療設備的，和計算機、電子都有交界。

????所謂生物(醫(yī)學)工程，一般認為是以生物學(特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機械、電子計算機等現(xiàn)代工程技術(shù)，運用到生命科學和醫(yī)學等領(lǐng)域的技術(shù)。

????生物工程技術(shù)分支多種多樣，有一種分類是將生物工程歸為三大類：

????生物加工工程：生物加工設計，生物催化，生物分離，生物信息學等。

?????基因工程：生物合成，細胞工程，組織培養(yǎng)工程，基因轉(zhuǎn)移等。 ????生物醫(yī)學工程：生物醫(yī)學技術(shù)，生物醫(yī)學診斷，生物醫(yī)學治療，生物力學，生物材料學等。

?????生物力學是運用力學的理論和方法，研究生物組織和器官的力學特性，研究機體力學特征與其功能的關(guān)系。生物力學的研究成果對了解人體傷病機理，確定治療方法有著重大意義，同時可為人工器官和組織的設計提供依據(jù)。生物力學中又包括有生物流變學（血液流變學、軟組織力學和骨骼力學）、循環(huán)系統(tǒng)動力學和呼吸系統(tǒng)動力學等。目前生物力學在骨骼力學方面進展較快。

?????生物控制論是研究生物體內(nèi)各種調(diào)節(jié)、控制現(xiàn)象的機理，進而對生物體的生理和病理現(xiàn)象進行控制，從而達到預防和治療疾病的目的。其方法是對生物體的一定結(jié)構(gòu)層次，從整體角度用綜合的方法定量地研究其動態(tài)過程。

?????生物效應是研究醫(yī)學診斷和治療中，各種因素可能對機體造成的危害和作用。它要研究光、聲、電磁輻射和核輻射等能量在機體內(nèi)的傳播和分布，以及其生物效應和作用機理。

?????生物材料是制作各種人工器官的物質(zhì)基礎(chǔ)，它必須滿足各種器官對材料的各項要求，包括強度、硬度、韌性、耐磨性、撓度及表面特性等各種物理、機械等性能。由于這些人工器官大多數(shù)是植入體內(nèi)的，所以要求具有耐腐蝕性、化學穩(wěn)定性、無毒性，還要求與機體組織或血液有相容性。這些材料包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料等；目前輕合金材料的應用較為廣泛。

?????醫(yī)學影像是臨床診斷疾病的主要手段之一，也是世界上開發(fā)科研的重點課題。醫(yī)用影像設備主要采用 X射線、超聲、放射性核素磁共振等進行成像。

?????X射線成像裝置主要有大型X射線機組、X射線數(shù)字減影（DSA）裝置、電子計算機X射線斷層成像裝置（CT）；超聲成像裝置有B型超聲檢查、彩色超聲多普勒檢查等裝置；放射性核素成像設備主要有γ照相機、單光子發(fā)射計算機斷層成像裝置和正電子發(fā)射計算機斷層成像裝置等；磁成像設備有共振斷層成像裝置；此外還有紅外線成像和正在興起的阻抗成像技術(shù)等。

?????醫(yī)用電子儀器是采集、分析和處理人體生理信號的主要設備，如心電、腦電、肌電圖儀和多參量的監(jiān)護儀等正在實現(xiàn)小型化和智能化。通過體液了解生物化學過程的生物化學檢驗儀器已逐步走向微量化和自動化。治療儀器設備的發(fā)展比診斷設備要稍差一些。目前主要采用的是X射線、γ射線、放射性核素、超聲、微波和紅外線等儀器設備。大型的如：直線加速器、X射線深部治療機、體外碎石機、人工呼吸機等，小型的有激光腔內(nèi)碎石機、激光針灸儀以及電刺激儀等。

?????手術(shù)室中的常規(guī)設備已從單純的手術(shù)器械發(fā)展到高頻電刀、激光刀、呼吸麻醉機、監(jiān)護儀、X射線電視，各種急救治療儀如除顫器等。

?????為了提高治療效果，在現(xiàn)代化的醫(yī)療技術(shù)中，許多治療系統(tǒng)內(nèi)有診斷儀器或一臺治療設備同時含有診斷功能，如除顫器帶有診斷心臟功能和指導選定治療參數(shù)的心電監(jiān)護儀，體外碎石機中裝備了進行定位的X射線和超聲成像裝置，而植入人體中的人工心臟起搏器就具有感知心電的功能，從而能作出適應性的起搏治療。

?????介入放射學是放射學中發(fā)展速度最快的領(lǐng)域，也就是在進行介入治療時，采用了診斷用的x射線或超聲成像裝置以及內(nèi)窺鏡等來進行診斷、引導和定位。它解決了很多診斷和治療上的難題，用損傷較小的方法治療疾病。

?????目前各國競相發(fā)展的高技術(shù)之一為醫(yī)學成像技術(shù)，其中以圖像處理，阻抗成像、磁共振成像、三維成像技術(shù)以及圖像存檔和通信系統(tǒng)為主。在成像技術(shù)中生物磁成像是最新生物醫(yī)學工程發(fā)展的課題，它是通過測量人體磁場，來對人體組織的電流進行成像。生物磁成像目前有二個方面。即心磁成像（可用以觀察心肌纖維的電活動，可以很好地反映出心律失常和心肌缺血）和腦磁成像（用以診斷癲癇活動、老年性癡呆和獲得性免疫缺陷綜合征的腦侵入，還可以對病損腦區(qū)進行定位和定量）。

就業(yè)方向：

????由于生物醫(yī)學工程學科是應用最先進的理工科的理論與方法來研究人的生命現(xiàn)象與規(guī)律，因此其研究領(lǐng)域極其廣泛，其研究方向也非常多，如：生物醫(yī)學信號的檢測與處理；醫(yī)療儀器；醫(yī)學成像；生物醫(yī)學材料；人工器官；生物醫(yī)學制造；介入治療；康復工程；遠程醫(yī)療；生物芯片等等。在每一個方向上又有著非常寬廣的內(nèi)容。因此，生物醫(yī)學工程領(lǐng)域也是今后幾十年內(nèi)最容易出現(xiàn)理論突破和技術(shù)創(chuàng)新的學科領(lǐng)域之一。

?????生物醫(yī)學工程中的核心內(nèi)容，即醫(yī)療儀器在美國已成為支柱產(chǎn)業(yè)。對具有13億人口的中國，在整個社會以及政府已經(jīng)開始高度關(guān)注醫(yī)療儀器的今天，醫(yī)療儀器也必將很快成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)。

????美國院校對BME的專業(yè)分支與國內(nèi)有很大差別。各個學校的研究方向也會略有不同，但他們的專業(yè)分工和著重點非常明確，所以的相關(guān)學科知識，都是以一個方向服務的。如Cornell的BME的方向偏向Biomechanics(生物力學)，他們的Imaging方向的老師就不是很多，曾經(jīng)有錄取過電機專業(yè)的學生；Dartmouth，是歸類于工科學院的，規(guī)模雖然不是很大，但BME專業(yè)中的幾個方向是很不錯的，如Optical-Imaging，在國內(nèi)似乎還沒有聽說過這個方向，所以他們似乎對于物理以及電子等相關(guān)專業(yè)的學生更感興趣，這也是和他們的研究領(lǐng)域和重點是有很大關(guān)系的；另外有一些比較特殊的就是，有一些學校會把BME歸類于Psychology Department，比如Brandies University，Illinois，Ohio等。