時間：2023-05-24 17:04:44
序論：在您撰寫生物學發展現狀時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
【關鍵詞】現代生物醫學工程；發展現狀
0.前言
一旦提及醫學，讓人第一時間想到的就是疾病，醫院，健康，病人等等?，F代生物醫學工程也不例外，作為一個多學科交叉的綜合性學科，現代生物醫學工程也在為人類的健康事業默默地奉獻著。
隨著社會水平的極大提高，人們把視角從生存轉移到生活上來，進而就是思考如何更好的生活。不言而喻，一個健康的身體是一切生活活動的前提和保證。如何健康的生活，如何準確及時地檢查出病人的疾病，如何將現有的醫療設備改進，如何開發出更具使用價值的醫療器械等等，都成為生物醫學工程所要考慮的問題。
生物醫學工程學是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的邊緣性學科，其基本任務是運用工程技術手段，研究和解決生物學和醫學中的有關問題。生物醫學工程學的研究是以應用基礎性研究為主，其領域十分廣泛，并在不斷擴展之中。就現階段而言，生物醫學工程學的研究主要涉及生物力學、生物材料學、人工器官、生物系統的建模與控制、物理因子的生物效應、生物系統的質量和能量傳遞、生物醫學信號的檢測與傳感器原理、生物醫學信號處理方法、醫學成像和圖像處理方法、治療與康復的工程方法等。
1.國內發展現狀
1.1發展還不完善
中國的現代生物醫學工程學科發展較晚，相對于國外一些發展較早的國家來說，我們對它的認識還很淺顯，跟國外一些技術先進國家的距離還很遠，很多人包括一些從事其研究的人對它都有或多或少負面的評價，他們普遍認為現代生物醫學工程是一個生物、醫學、工程學的交叉學科，但實際的培養計劃中生物、醫學學的很少，電子學得多些，學科廣而不專，就業不好。它尚未形成自己的獨立基礎理論與知識體系，以融合各交叉學科知識為自己的基礎 ，缺乏永恒的研究主題與固有的中心目標，隨交叉學科的發展和應用對象的需求而變化。很多學習現代生物醫學工程的人對自己的專業抱有消極的態度，對自己的前途感到渺茫，就業形勢不是很樂觀，這也反映了現代生物醫學工程發展不完善，沒有形成很好的體系，沒有在國內高校中產生普遍影響力。
1.2發展方向不夠全面
現代生物醫學工程就目前的情況來看，還主要將目光著眼于醫療器械的研發和使用，發展方向比較單一。僅僅著眼于醫療器械而不是全面的發展，就會產生很大的局限性。這也深深影響著在這一領域學習的學生，不能使他們從一開始就形成一種將自己的研究全面化的思想，使學生的學習變得保守，進而失去學習的動力，這樣就不利于生物醫學工程更好的發展。
1.3包含的學科多雜
我們知道，現代生物醫學工程是綜合了生命科學和工程技術，理、工、醫相結合的新興交叉學科，是一門多學科交融的邊緣學科，其中工程學又包括電子學，計算機科學，力學，材料科學，機械制造學等。生物醫學包括生物學，神經科學，內科學，外科學，矯形科學等?，F代生物醫學工程學習的重點是生物醫學，但是在解決一些生物醫學問題的時候往往要借助于工程學的知識，掌握工程學的知識對于更好的掌握生物醫學又起著至關重要的指導意義。
1.4發展前景廣闊
正因為現代生物醫學工程在我國起步較晚，發展還不完善，他本身就有很多空白領域可以開拓。
21世紀是生命科學大發展的時代，工程技術與生命科學進一步地互相滲透結合，必將推動醫學跨入一個嶄新的時代。大家都知道看病治病離不開醫療器械，現在是，將來也是，但如何將未來的診療儀器實現智能化，檢查結果，治療程序均可實行人機對話都是我們所要研究的問題。另外中國目前大部分醫院設備陳舊，而且高端醫療設備更是幾乎全部進口，所以說市場是龐大的。更好地提高國內在生物醫學工程方面的研究水平和深度，增強人們尤其是大學生對生物醫學工程的了解程度，培養出一批在這方面的專業人才，具體來說就是能夠研發制造出屬于我們自己的高科技醫療器械也是有待發展的。
由于現代生物醫學工程是一門多學科交叉的學科，我們就很容易理解，各個學科的發展都將影響到生物醫學工程的發展。因此生物醫學工程并不是一個學科在發展，其他學科，其他領域的發展，產生得一些成果都可以為生物醫學工程服務。這就好比各個學科，各個分支都在無形中為生物醫學工程的發展默默貢獻力量。由此可見，生物醫學工程匯集了各個領域的尖端技術，這也就為生物醫學工程更好更快的發展奠定了良好的基礎。
現代生物醫學工程在生物醫學研究、知識產生、轉化研究和衛生保健中扮演了許多重要角色，對提高醫學水平，促進醫學科學的現代化發揮著關鍵性的作用我們期待著我國能夠培養出一批生物醫學工程方面的人才，為我國的生物醫學工程事業貢獻力量，也期待著我國生物醫學工程的快速發展，在不久的將來展現出嶄新的面貌?！?/p>
【關鍵詞】國內 生物科學 發展現狀 思考
生物科學是研究生命活動規律及生命本質的一門學科，能夠幫助人類理解自然認識自然，隨著科技的進步，人們在基因遺傳及生物化學等領域都有了很大的突破，隨著生物科學技術的成熟和完善人們將其引入到了醫學和農業等領域起到了顯著的推動作用，因此，重視生物科學技術的研究和探索對于我國社會主義初級階段的發展情況也將起到巨大的影響。
一、生物科學的研究成果及發展
（一）基因組計劃的實施
破譯基因的遺傳密碼，解開生命的奧秘，相應的遺傳圖、物理圖以及轉錄圖的制成在理論上具有巨大的進步意義與實踐和商業價值。在基因遺傳方面我國科學家也在2013年破譯了小菜蛾基因組，并與國內外專業人員進行合作和交流，對基因組學和遺傳學進行著更為深入的探索和研究。
（二）細胞全能技術的實施與應用
近年來隨著技術的發展，我國對于生物起源、原始細胞產生及新生物形成和改造等方面已經取得了一定的進步和發展，細胞全能技術作為一種快速純和創造新品種的技術方式也因此而取得更大的技術實用價值，對于一些新的品種作物的選育也將起到良好的促進和影響。
（三）生物識別技術
生物識別技術的研究已經具有一定的程度，是結合人類自身的生理與行為等特征進行識別的技術，已被應用在包括指紋識別、手掌幾何學識別、聲音識別以及面部識別等方面，這種識別技術因為具備不易遺忘且防偽性能高等特點，被人們認可并得到了廣泛的應用。不過針對生物識別技術中的一些部分還有待研究，技術含量較高，因此還處在試驗和研究階段。
二、生物科學的應用
（一）農業領域的生物科學技術
近年來隨著各項技術的發展和水平的提高，基因組學實現了突破性的研究，同時推動了生物技術進入到高速發展的階段，包括動植物及微生物技術都在農業中得以應用并取得了良好的效果，另外，抗病蟲、除草劑的使用使棉花、玉米、花生等作物在產量和質量上都取得了豐收。而且現代分子生物學也傳統動植物育種學在理論與技術方面的融合實現了新型分子育種學的產生，對于育種及農業發展來講都是極大的技術和理論的進步。
（二）生物科學在醫學上的應用
醫藥領域的生物科學的運用在效果和方法上都已經到了相對成熟的階段，由于我國在改革開放后對于制藥科技給予了高度的重視使得我國的生物高新技術的發展水平已經達到國際水平，如乙肝病毒整合機制及干細胞癌基因研究等相繼在我國醫學研究中取得成果，使我國具備了對于乙肝病毒和肝細胞癌治療法的藥物開發有了相應的理論和技術基礎。
不但如此，醫藥生物技術在當前的發展已經實現了產業化，其中最為廣泛的是基因工程技術和細胞工程技術，我們可以通過對基因改造后的生物體進行新的基因工程藥物的制造，進而實現特異性免疫診斷試劑及生物芯片等的生產，并且基因工程藥物已經進入到了百姓的治療中，基因治愈法已經逐步的在技術和研究中取得相應的進展，在未來通過基因治愈疾病將變成現實。也因此將為我國國民的身體帶來更為周到的保障。
三、生物科學對社會帶來的影響
我國生物科學的發展經過對生物科學基礎的研究的不斷突破已經取得了世界范圍內的認可和關注，從未來的發展前景上看，生物科學的發展具有良好的工業和商業環境，生物科學一方面具有未來可觀的發展前景，另一方面也面臨著很多挑戰，技術需要人才，產業的發展也需要人才，沒有人才支持，就沒有進步的生物科學技術，因此科研管理部門對科研組及高校進行人力財力的扶持，同時也鼓勵和帶動青年科學家及技術專家投身相對應的生物科學研究中，通過我國社會范圍內的努力和綜合，將推進生物科學在多領域的融合，進而實現我國現代社會生物科學技術的創新和發展。
四、結束語
生物科學技術隨著科學技術的進步與多學科的融合發展將逐步從單一化相多層次多方面發展，進而對人們的生活和生產產生更為重要的影響，我國生物科學在不斷的發展和突破已經將研究成果傳遞到了全世界，在未來相信還會產生更大的成果，這也要求我們在生物科技的發展過程中能夠謙虛謹慎，加強加大生物科學技術的研究進程，促使現代生物科學技術良性快速的發展，進而實現我國生物科學技術的進一步完善和提高。
參考文獻：
[1]朱晨艷，吳瑞華，吳莼.國內外生物學研究性學習開展情況的比較[J].生物學教學；2004.
摘要：隨著力學著手于生物體，尤其是人體相關運動研究的開展，生物力學成為交叉領域中重要的學科體系，運動生物力學是基于生物力學學科之上，結合體育科學體系產生的一門新興學科，它的產生和發展，在我國此學科在理論、研究方法、測量分析等方面均取得了一定的發展。但考察分析運動生物力學和生物力學的現狀，在喜悅于長足進步的同時，不得不承認，運動生物力學的基礎理論并不完備，發展趨勢仍有局限。
關鍵詞：運動生物力學；發展現狀；發展趨勢
我國現代運動生物力學出現于上世紀五十年代末期,開始階段只有少數幾個體育學院開了運動生物力學講座或選修課,國家體委科研所成立了運動生物力學研究組。由于眾所周知的原因,運動生物力學在這一時期發展緩慢，到現在雖然有了質的飛躍，但是不能忽視這門學科本身還是有待完善的。本文就運動生物力學在我國的研究方法、研究領域和方向及發展趨勢進行簡單的闡述和分析，并對我國的運動生物力學作出一些展望。
一、我國運動生物力學的研究現狀
1.研究方法
（1）常用的研究方法及儀器。在中國體育科學學會和原國家體委科教司的支持下,運動生物力學分會組織國內多名本學科的專家、教授討論、撰寫成的《運動生物力學測量方法》一書編入了當前運動生物力學研究中使用的主要方法和儀器。包括運動學方法中的平面定機、平面跟蹤、立體定機攝影攝像測量方法;動力學方法中的三維測力臺測試方法、等速測力儀測試方法;生物學方法中的人體形態學測量方法、人體重心測量方法、肌電測量方法等。另外還收入了一些國內使用尚不普及和少量國外新近使用的測量方法,包括運動學方法中的立體跟蹤攝影攝像測量方法、紅外光點攝像、激光測試儀、分段計時測量方法;動力學方法中的A.K.M 和B.K.M 測力儀測力方法、T.K.K 測力儀測力方法、賽艇多參數遙測分析系統測試方法、動態力的應變測試方法、人體運動能量測量方法。此外,還有多機同步測量方法、神經網絡模型分析方法、數學模型與計算機仿真方法以及運動生物力學測試資料的統計處理與分析方法等［1］。
（2）新的研究方法及儀器。高精度的高速攝像測量系統的應用: 高清晰度、高速度(100～200 場/s以上) 的攝機和錄像解析系統。圖像自動識別儀器開始應用。高精度的紅外光點遙測分析系統已用于研究實踐。運動專項的測試儀器和運動器材的研制。磁感應測量儀器研制成功。數學力學模型和人體運動仿真在體育運動技術研究中的應用。運動技術分析的“專家系統”與神經網絡模型已經應用于人體運動技術研究。肌電圖測試分析向定量化邁進［2］。
2.目前我國的研究領域
（1）優化運動技術。針對某一特定運動項目（ 如田徑、球類、速滑等）進行分析，改善運動技術的表現。如《對我國4名優秀短道女運動員彎道技術的生物力學分析》、《用力學原理分析直道滑跑技術》、《排球前后排扣球運動學分析》等［3］。這些研究以使運動員訓練科學化，符合力學原理，符合人體規律，從而獲得最佳的技能表現。
（2）改進人體基礎運動如走、跑、跳、推、拉等，除此之外，還包括區別于競技運動項目動作、動作系的研究。如《走步運動轉變為跑步動作下肢和骨盤之運動學變化分析》、《步態生物力學研究進展》等［4］。大眾體育和學校體育受到的重視遠遜于競技體育，實際上，這些研究是非常重要的，因為這些技術研究只有專業的運動員和教練員才會用得上，對于大多數人而言，充分體現“ 民本思想”，改善人體基礎運動、改善健康的研究才是真正需要的。
（3）數學模式與模擬。這類數學模式模擬及電腦模擬的研究針對運動技術及人體運動進行分析，此類研究有別于一般儀器進行測量的方法，所以單分為一類［5］。
（4）運動器材設備開發設計。主要關于運動器材設計及力學特征分析，如網球拍、運動鞋、訓練器材等。這方面的研究如《不同勁度網球拍對恢復系數的影響》、《不同質地泳衣對速度的影響分析》等。
（5）運動傷害的研究。主要對運動傷害機制及運動護具進行研究，避免運動損傷的發生。如《體能動力損傷機制理論研究分析》。這類研究主要是在研究的過程中部分借助于運動生物力學的研究方法、測試方法來分析造成傷害的動作規律，與人體結構結合總結得出預防運動傷害的方法［6］。
（6）人體測量學的研究由清華大學、白求恩醫大和國家體科所合作，采用CT測試方法結合計算機圖像處理分析系統，于1995年正式完成了中國成年人人體慣性參數的測定。
二、我國運動生物力學的發展趨勢
通過對第六屆全國體育科學大會和第十八屆國際運動生物力學年會的對比分析，可以大致看出我國運動生物力學的發展趨勢。
（1） 計算機是運動生物力學發展的核心。運動生物力學的理論研究將偏重于計算方法的準確和簡煉、理論研究的系統性和完整性。借助電子計算機實現快速精確的測量和實時處理人體運動的各種力學參數，實現綜合分析和聯機分析，以及實現自動化控制是科技發展的必然趨勢。
（2） 競技體育方面的研究更加依賴高新技術。運動生物力學的研究將更加注重訓練實踐，研究成果要能為競技體育服務，運動測試儀器的專項化以及高新技術和高新材料和儀器的創新和發展是這一發展方向的具體體現。
（3）運動損傷康復的研究將更加深入，而且與運動專項結合更加緊密，肌肉生物力學已成為熱門課題，對預防運動損傷的研究也將是一個熱門課題，但對于分子生物力學方面的研究成果還很少，今后，應廣泛結合運動生物力學和生物學、運動生理學、運動醫學等學科中的研究方法，共同解決人體運動中的有關問題。
（4）研究對象更加廣泛，運動生物力學研究除繼續對競技體育進行研究外，還應向青少年、老年人、殘疾人的體育運動、軍事技術動作以及與人體有關的一些設備。
三、運動生物力學的展望
從以上運動生物力學學科體系現狀的分析，不難看出運動生物力學的發展仍存在一定的問題。學科可以研究的內容很多，任務也不盡相同，但為適應生物力學的發展和體育科學的發展，現在運動生物力學的發展應有所側重。運動生物力學還有許多有待于解決的問題，它的實用價值也只剛剛顯露初紅。
（1）提高動作技術不再局限于表層研究分析動作技術，更多應著手于研究并提出技術訓練的具體方案（有關如何實現優化動作結構）；研制設計專用或通用的輔助訓練動作、設施及器械。
（2）基礎理論的建設將為運動生物力學發展鞏固根基，開拓視野，擴展研究與應用領域。
（3）深入研究運動損傷機制，模擬分析運動損傷過程，設計合理的運動設備（器材、服裝、鞋等）以防止運動損傷。
（4）計算機模擬、仿真技術是運動生物力學研究的重要手段。（云南師范大學體育學院；云南；昆明；650031）
參考文獻：
［1］ 王向東.運動生物力學方法研究現狀及發展趨勢［J］.中國體育科技,2003,39（2）:15-23
［2］ 洪友廉.第18 屆國際運動生物力學會議論文集［C ］.香港: 香港中文大學出版社,2000.
［3］ 李毅均.排球后排扣球空中擊球動作的三維高速錄像分析［J］.西安體育學院學報,1997,(9):105-108.
［4］ 郭靜如.中國運動生物力學的進展［J］.天津體育學院學報,1996,(6):89-92.
關鍵詞: 中學生物雙語教學發展勢態現實問題建議
雙語教學是近年來在教育領域興起的又一股教改熱潮,深受教育者的廣泛關注。中學生物雙語教學在理論和實踐上不斷研究探索,取得了一定成績,但由于條件和各方面限制,目前仍有大量問題有待解決。筆者著重分析了中學生物雙語教學的時代背景、發展勢態及現實意義,提出了幾點建議。
一、中學生物雙語教學的基本內涵
對于雙語教學(Bilingual Education)的定義,《郎曼應用語言學詞典》中是這樣給出的:
The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects.(能在學校里使用第二語言或外語進行各門學科的教學。)
中學生物雙語教學分為三個層次:第一個是簡單滲透層次,即教師在上生物課時可以用英語講述重要的定理和關鍵詞;第二個是整合層次,即教師講課時交替使用中英文,讓學生學會如何用英語表達生物內容;第三個是雙語思維層次,即讓學生學會同時使用漢語和英語進行思維,既可用漢語思維方式,又可自由地切換成英語來思考解答生物問題。在這三個層次中,能達到雙語思維層次始終是雙語教育工作者為之奮斗的目標。
二、中學生物雙語教學的時代背景及發展勢態
生物科學是自然科學中發展最為迅速的科學之一,為了適應時展,培養出緊隨世界潮流的生物學人才,我國逐漸意識到發展生物教育的重大意義和必要性。于是,如何進行生物教育改革成為教育界所關注的熱點問題之一。生物雙語教學就這樣與其它各學科雙語教學一樣,一直為廣大教育工作者所研究、論證、探討。而中學階段是培養學生思維能力的重要時期,做好中學生物雙語教學工作顯得尤為必要而又迫切。
中學生物雙語教學是隨著中小學校雙語教學的興起而發展起來的,中小學校雙語教學的發展史便是中學生物雙語教學的發展史。
起初,在許多教育工作者看來,雙語教學不過是“強化英語"的代名詞而已。近年來,隨著我國教育體制改革的不斷深化,中學雙語教學如雨后春筍般在各地蓬勃發展起來。在廣州,包括社會辦學的各類學校在內,已約有近百所中小學在嘗試運用雙語教學。但是,當前我國的教育仍是以應試教育占主導地位。目前中小學的雙語教學仍處于探索、論證初期階段,廣大教育工作者正為大力發展其重要作用而不斷努力著。
三、中學生物雙語教學的現實意義
雙語教學的提出順應了時代進步和人才培養的需要,對英語教學和教育整體改革的深入提出了新的挑戰也創造了新的發展契機。通過“雙語教學”的嘗試,我們可以把英語作為教和學的語言工具,從而促進英語的學以致用和學生的拓展性學習;把英語作為學習的語言工具,逐步培養學生用英語進行思維的能力。同時,生物雙語教學通過培養學生母語和英語的思維切換,提高其運用英語思考和解決問題的能力,使其思維方式多元化。
同時,雙語教學也對教師提出了前所未有的標準,要求教師不僅要有扎實的專業知識、先進的教學理念和教學方法,更要具有較高的英語水平,尤其是口語表達能力。實施雙語教學,可以充分提高中學生物教師的英語語言表達能力和英語交流能力,從而為全面進行教育工作改革奠定良好的基礎。
四、中學生物雙語教學的現實問題分析
1.教師方面
目前,我國的雙語教學正處于研究探索初期,并非每一個生物教師都能夠正確理解雙語教學的深刻含義。對“雙語”和“雙語教學”的內涵,不少教師有著這樣那樣的偏見。
有的教師認為,只要是在課堂上講英語就是雙語教學。在實施過程中,所表達的英語也僅限于“上課”、“誰能回答這個問題”等一些膚淺的言語,而對生物學科專業知識卻用漢語講授。顯然,這決不是雙語教學。雙語教學強調用英語進行教學,通過在生物學科知識的學習中習得英語。根據雙語教學的定義可知,在課堂上評價或指令性語言的英語會話,不是雙語教學的主要內容。
有的教師由于自身素質偏低,不敢用英語自由發揮,只是機械地套用已準備好的語句。這勢必會造成老師與學生之間無法自由交流,失去了必要的互動過程。其實,雙語教學指的是用兩種語言作為教學媒介語,通過學習科目知識來達到掌握語言的目的。雙語教學決不僅限于教師用英語授課,更強調的是師生之間用英語進行交流的互動過程,使學生充分地參與到教與學的課堂活動中來。切不可把生物雙語教學作為外語教學的輔助手段。
2.學生方面
學生是限制雙語教學的主要因素之一,雙語教學能否順利進行在很大程度上取決于學生外語水平。然而,由于多年來應試教育的影響,學校以高升學率為指揮棒,我國的中學生接受的基本上是“啞巴英語”和“聾子英語”的教育。學生的英語詞匯掌握量較大,但運用能力卻僅限于閱讀和寫作,聽力和口語水平均較差。多年來,盡管英語教育工作者們付出了巨大努力,但這一狀況仍沒有得到明顯改善。對于中學生來說,其求知欲望特別旺盛,容易接受新事物。但他們英語知識有限,水平較差,要實施生物雙語教學有很大難度。
3.教材方面
雙語教學原則上要使用英文原版教材。但是任課教師選擇優秀教材的信息渠道狹窄,國外優秀教材又難以及時、足量、連續供應,此外還存在價格偏高問題,廣大學生難以接受。部分學校并未意識到雙語教學的真正含義,仍在使用中文教材或不系統的英文參考資料。
五、對雙語教學的幾點建議
1.加強師資力量的建設與培養
雙語教學對師資具有相當高的要求。有條件的學?？梢宰尳處煾巴膺M行中短期學習與文化交流,以便通過熟悉不同的文化增加對原版教材的理解;高等師范院校也要打破傳統教育體制,培養高素質的雙語師范人才,加大雙語師資儲備。
2.注重提高學生的綜合能力
要加強學生的英語教育,尤其是在聽說方面要使其具備良好的素質。教師可以積極組織各種活動,如英語演講比賽、英語講座等,不斷給學生創造實際鍛煉的機會。
［關鍵詞］生物醫學工程；介入超聲學；微創技術
生物醫學工程學是生物學、自然科學與工程學、醫學等多專業結合的典型的交叉性學科，研究內容涉及：探索人類生命的奧秘、研究組織器官病變機理，并通過相關技術手段對疾病提供診斷、治療、預防的有效方法。不久的將來，各種技術相互融合、現有技術的不斷演變、改進，新技術的發明、醫療整合及精準醫療的出現會更好的為人民的健康事業服務。未來醫學對于操作的微創性、精準性的要求會越來越高，生物醫學工程在醫學中的應用也越來越廣、越來越精，生物醫學的發展無疑會對醫學的發展展現其巨大的創造力和推動力。
1生物醫學工程在臨床中的應用及發展
1．1微創技術
“微創技術”始終貫穿于整個醫學發展，是醫學技術未來發展的方向。1985年由英國Payne和Wickham等最早提出了“微創操作”的概念［1］。而“微創外科”的概念是在微創概念的基礎上出現的，其本質是腔鏡技術。相對于傳統開放手術，實則就是對患者采用最小創傷達到最佳治療效果的方法都歸“微創技術”，如介入超聲、介入放射、內鏡、腔鏡及微創化手術等。而這些微創技術創造、發明，都是在生物學、工程學及醫學等多學科的融合下完成的。
1．2內鏡技術
我國內鏡技術起步較晚，但發展較快，目前國內臨床工作中常用的是纖維內鏡。伴隨科學技術及醫學技術的不斷發展，內鏡和腔鏡技術都不同程度的得到進一步發展及完善，診療過程也越來簡便、微創化，是微創技術發展中最為全面和成熟的，如目前有更輕便的膠囊內鏡等，無處不體現生物醫學工程的重要性。
1．3腔鏡技術
腔鏡技術的發展在過去的20世紀80年代后期才有了質的飛躍，其中最為突出的是腹腔鏡技術的發展，自1992年我國荀祖武首次開展腹腔鏡下膽囊切除術之后，腔鏡技術在國內發展迅猛，直到今天腔鏡技術廣泛應用于各個外科領域［2］，目前國際及國內更流行的有3D腹腔鏡及達芬奇機器人手術系統。
2生物醫學工程在影像及介入醫學的應用
2．1影像介入技術
隨著醫學技術的進步，影像學科也在不斷發展，尤其是透視引導下的微創技術更是發展迅猛。根據透視設備的不同，透視微創技術主要包括在X光／CT引導、超聲引導和MRI引導下開展的透視微創治療技術。而介入超聲因其設備輕便、操作簡便、無輻射等優點深受廣大醫務人員及患者的青睞。
2．2介入放射學
介入放射學技術是在1895年由Haschek和Lindenthal兩位教授在行血管造影后首次提出并應用的，此技術出現后就引起了世界醫學界的廣泛關注，從此，世界范圍內掀起了研究和應用的熱潮。其應用范圍也在不斷擴展。介入放射學因其創傷小、效果好等特點，世界范圍內絕大部分醫療機構都成立有不同規模的、單獨的介入科，介入治療在國內外已成為部分疾病的常規診治措施，甚至取代了外科手術。
2．3CT引導下的微創－數字技術與醫學的融合
生物醫學不僅在診療設備、三圍圖像重建及數字醫學等方面取得跨越式的進步，而且在診療模式也發生了根本性的改變，這些成果的取得恰恰是在計算機輔助下完成的［3］。主要體現為CT輔助的立體定位技術，例如CT定位引導下組織穿刺活檢、腦血腫清除及腰間盤突出的定位。
2．4超聲引導微創技術
我國在半個多世紀前超聲學已應用于醫學臨床診斷，相對于其他醫學影像學，超聲有其諸多優勢（如無放射性、無創傷、費用低廉、設備簡單、報告迅速、便于多次隨訪等），而且還可以動態觀察機體或臟器情況，對體內病理改變比較直觀，故在超聲引導下對甲狀腺、乳腺、肝臟及腎臟等疾病進行微創治療也得到良好效果。目前介入超聲治療在臨床越來越被受到重視，尤其在小腫瘤的治療優勢更明顯，其不僅代表了21世紀現代醫學發展的方向，而且還展現了其定位精準、療效顯著、微創安全的醫學發展模式。介入超聲學在臨床的應用使其成為最具發展潛力和學術活力的醫學科學體系。近10余年，由超聲科、醫學工程學科專家創立和發展起來的這門新型學科技術，正在被泌尿外科、肝膽外科、血管外科、麻醉科及骨科等更多的臨床醫師所應用，這不僅使得介入超聲學得到更迅速的傳播和承認、在腫瘤及多種技術的綜合應用等方面取得重要進展，同時也體現了生物醫學工程在臨床中的重要地位。超聲引導下腫瘤的射頻消融術對探針的要求比較高，而目前對金納米材料的研究成了科學研究領域的一大熱點，并取得了很大進展。大量的研究結果表明，金納米材料具有獨特的光學、電學、熱學、化學等性質，在疾病的診斷、食品檢測、腫瘤的顯像與放射治療、靶向載藥、藥物控釋、以及對有機物的選擇性催化反應等領域有著巨大的優勢和廣闊的應用前景［4～7］。面對學科發展之迅速。要求我們必須努力發展新技術、開展新業務，同時也要求我們技術操作更科學、合理、規范、個體化［8］，而這些恰恰需要有生物醫學工程的參與，才能創造出更多、更精、更無創的醫療設備。
3生物醫學工程展望
3．1生物醫學工程學與其他學科的多學科合作
微創技術需要永無止境的追求。個人覺得相比于“能治病”，“會治病”更重要，這就要求我們必要要培養一種臨床思維模式，這正如我們需要通過“微創”在客觀上建立另一種臨床思維模式，即微創技術的創新－微創醫學的長遠發展［9］；在微觀上，借國家醫改大好政策，展望未來5～10年微創技術將會進一步發展及普及，如現有各種微創技術的全面、系統提升，以及不同技術間的融合及新技術的創新發展。但是，微創醫學發展到今天仍挑戰巨大，特別是學科之間競爭激烈，這些可以在醫療資源及專業主導地位的分配反映出來，故使我們不僅要更進一步加快學科建設、人才培養，而且要促使基礎、臨床及預防醫學和其他多個學科之間的合作，更進一步加快生物醫學工程在醫學中創造新方法、制造新設備的步伐，最終使各個學科受益，各個患者、醫生受益。
3．2醫療整合
近些年臨床各亞?？?、亞專業的進一步細化，國內醫學的發展模式也是以“能分則分、能細則細”為主，這雖然在一定程度上提高了診療水平，同時伴隨的是醫學知識及診療實踐出現碎片化、機械化的問題。那么如何可以改變‘頭痛醫頭，腳痛醫腳’的狀況以及未來醫學到底該如何發展？樊代明、郎景和等多名院士及著名醫學專家在2016年中國整合醫學大會的發言稱：實現醫學模式轉變不僅要進行醫學整合，而且未來醫學發展的方向，更需要我們為保障人類健康而具備新的臨床思維模式和新的醫學觀念，而不是像目前僅具備的單純“能看病”。所謂整合醫學，前提必須是以人的整體為基礎，根據生物、心理、社會、環境的現實將各醫學專業目前國際最先進的知識和各?？谱钣行У闹委熂右杂袡C整合，使其對人體健康和疾病診療更符合、更適合的新的醫學體系，醫療服務不僅使得心身并舉、防治結合，而且要達到醫養共進、人病同治的目的。國民全面健康，醫學發展必須要靠基礎醫學、臨床醫學、生物工程學及預防醫學等多學科整合，醫學又是自然科學、社會科學和人文科學等多學科之間的交叉與融合。所以凡是涉及和人或人類健康有關的學科或科學都應該用來更好的為醫學服務，為人類健康服務。而生物醫學工程正是這樣一門學科。同時把各種先進知識、有效實踐經驗進行合理、不同程度的整合，使其更好的為人類健康服務，形成生命醫學高度融合的乘法效應。
3．3精準醫療
美國總統奧巴馬于2015年1月30日在國情咨文演講，宣布美國正式啟動“精準醫學”研究計劃［10］。早在2011年，由美國科學院、工程院、國立衛生研究院及美國科學委員會就共同發出了“精準醫學”的倡議［11～13］。其最高規模4大研究機構的聯手倡議，為未來的醫學指明方向，代表精準醫學就是未來的醫學發展方向。醫學發展史上發展的3個里程碑分別是經驗醫學、實驗醫學和循證醫學。而過去的研究模式以試驗為主導的［14，15］，這不僅和臨床距離大，而且根本無法達到臨床需求。而以臨床為主導的新研究模式恰恰是目前所提出的精準醫學，精準醫療的發展必然要應用更精準的醫療儀器及設備，而精準設備及儀器的研發恰恰需要生物醫學工程與其他學科的融合［16］。展望未來，所有疾病的治療最終都將走向精準醫學，醫學的發展一定和生物醫學工程的“同呼吸、共命運”。
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論文摘要:生物醫學工程(biomedical engineering,bme)是一門生物、醫學和工程多學科交叉的邊緣科學,它是用現代科學技術的理論和方法,研究新材料、新技術、新儀器設備 ,用于防病、治病、保護人民健康,提高醫學水平的一門新興學科。
本文就其目前發展情況進行分析討論。
生物醫學工程在國際上做為一個學科出現,始于20世紀50年代,特別是隨著宇航技術的進步、人類實現了登月計劃以來,生物醫學工程有了快速的發展。在我國,生物醫學工程做為一個專門學科起步于20世紀70年代,中國醫學科學院、中國協和醫科大學原院校長、我國著名的醫學家黃家駟院士是我國生物醫學工程學科最早的倡導者。1977年中國協和醫科大學生物 醫學工程專業的創建、1980年中國生物醫學工程學會的成立,有力地推進了我國生物醫學工程的發展。目前,我國許多高?？蒲袉挝痪O有生物醫學工程機構,從事著生物醫學的科研 教學工作,在我國生物醫學工程科學事業的發展中發揮著重要作用。
一、顯微鏡的發明
“解剖”一詞由希臘語“anatomia”轉譯而來,其意思是用刀剖割,肉眼觀察研究人體結構。17世紀lee wenhock發明了光學顯微鏡,推動了解剖學向微觀層次發展,使人們不但可以了解人體大體解剖的變化,而且可以進一步觀察研究其細胞 形態結構的變化。隨著光學顯微鏡的出現,醫學領域相繼誕生了細胞學、組織學、細胞病理 學,從而將醫學研究提高到細胞形態學水平。
普通光學顯微鏡的分辨能力只能達到微米(μm)級水平,難以分辨病毒及細胞的超微細結構、核結構、dna等大分子結構。而20世紀60年代出現的電子顯微鏡,使人們能觀察到納米(nm)級的微小個體,研究細胞的超微結構。光學顯微鏡和電子顯微鏡的發明都是醫學工程研究的成果,它們對推動醫學的發展起了重要作用。
二、影像學診斷飛躍進步
影像學診斷是20世紀醫學診斷最重要發展最快的領域之一。
50年代x光透視和攝片是臨床最常用的影像學診斷方法,而今天由于x線ct技術的出現和應用,使影像學診斷水平發生了飛躍,從而極大地提高了臨床診斷水平。即計算機體斷層 攝影(computed tomography ct),即是利用計算機技術處理人體組織器官的切面顯像。x線ct片提供給醫生的信息量,遠遠大于普通x線照片觀察所得的信息。目前,螺旋ct(spiral ct 或helicalet ct)已經問世,能快速掃描和重建圖像,在臨床應用中取代了多數傳統的ct,提高了診斷準確率。
醫學工程研究利用生物組織中氫、磷等原子的核磁共振原理。研制成功了核磁共振計算機斷層成像系統(mri),它不僅 可分辨病理解剖結構形態的變化,還能做到早期識別組織生化功能變化的信息,顯示某些疾病在早期價段的改變,有利于臨床早期診斷?？梢哉J為mri工程的進步,促進了醫學診斷學向功能與形態相結合的方向發展,向超快速成像、準實時動態mri、mra、fmri、mrs發展。根據核醫學示蹤,利用正電子發射核素(18f,11c,13n)的原理,創造 的正電子發射體層攝影(pet),是目前最先進的影像診斷技術。美國新聞媒體把pet列為十大醫學生物技術的榜首。pet問世不過30年歷史,但它已顯示出對腫瘤學、心臟病學、神經病學、器官移植,新藥開發等研究領域的重要價值。影像學診斷水平的不斷提高,與20世紀生物醫學工程技術的發展密切相關。
三、介入醫學問世
介入醫學是一種微創傷的診療技術。dotter和judkin(1964 年)是最早使用介入技術治療疾病的創始人,他們用導管對下肢動脈阻塞性病變進行擴張治療取得成功。1967年margulis首先使用過介入放射學,這是醫學文獻出現“介入”一詞的最早記載。1977年 gruenzing成功地進行了首例冠狀動脈球囊擴張術獲得成功以后,介入性診療技術由于其創傷小、患者痛苦少,安全有效而倍受臨床歡迎。20世紀80年代隨著生物醫學工程的發展,高精度計算機化影像診查儀器、數字減影血管造 影(dsa)、射頻消融技術以及高分子(high-polymer)新材料制成的介入技術用的各種導管相繼問世,使介入性診療技術發生了飛速進步,臨床應用范圍不斷擴大,從心血管、腦血管、非血管管腔器官到某些惡性腫瘤等都具有使用介入診療的適應證,并使診療效果明顯提高,患者可減免許多大手術之苦。有人把介入診療技術視為與藥物診療、手術診療并列的臨床三大診療技術之一,也有人把介入診療技術稱之為20世紀發展起來的臨床醫學新領域--介入醫學。
四、人工器官的應用
當人體器官因病傷已不能用常規方法救治時,現代臨床醫療技術有可能使用一種人工制造的裝置來替代病損器官或補償其生理功能,人們稱這種裝置為人工器官(artificial organ)。如20世紀50年代以前,風濕性心臟瓣膜病的治療,除了應用抗風濕藥物、強心藥物對癥治療外,對病損的瓣膜很難修復改善,不少患者因心功能衰竭死亡。而今天可以應用人工心肺機體外循環技術,在心臟停跳狀態下切開心臟,進行更換人工瓣膜或進行房、室間隔缺損的修補,使心臟瓣膜病、先天性心臟病患者恢復健康。心外科之所以能達到今天這樣的水平,主要是由于人工心肺機的問世和使用了人工心臟瓣膜、人工血管等新材料、新技術的結果。
腎功能衰竭、尿毒癥患者愈后不良,而人工腎血液透析技術已挽救了大量腎病晚期患者的生命,腎病治療學也因此有了很大進步。
現代生物醫學工程中人工器官的發展也非常迅速,除上述人工器官外,人工關節、人工心臟起搏器、人工心臟、人工肝、人工肺等在臨床都得到應用,使千千萬萬的患者恢復了健康?？梢哉f,人體各種器官除大腦不能用人工器官代替外,其余各器官都存在用人工器官替代的可能性。
此外,放射醫學、超聲醫學、激光醫學、核醫學、醫用電子技術、計算機遠程醫療技術等先進的醫療技術和儀器設備都是現代醫學工程研究開發的成果,綜上可見,20世紀生物醫學工程的發展,顯著提高了醫學診斷和治療水平,有力地推動著醫學科學的進步。
五、生物醫學工程展望
縱觀醫學新技術誕生和發展的 歷史,從倫琴發現x線到今天x射線診療技術的發展,從朗茲萬發現超聲波到今天b超診斷的廣泛應用,從布洛赫和伯塞爾發現核磁共振到今天mri的問世,從赫斯費爾德發明ct到今天ct成像系統的應用,都是以物理學工程技術為基礎、醫學需求為前提發展起來的醫學新技術。
(一)各種診療儀器、實驗裝置趨向計算機化、智能化,遠程醫療信息網絡化,診療用機器人將被廣泛應用。
(二)介入性微創,無創診療技術在臨床醫療中占有越來越重要的地位。激光技術,納米技術和植入型超微機器人將在醫療各領域里發揮重要作用。
(三)醫療實踐發現單一形態影像診查儀器不能滿足疾病早期診斷的需要。隨著pet的問世和應用,形態和功能相結合的新型檢測系統將有大發展。非影像增顯劑型心血管、腦血管影像診查系統將在21世紀問世。
(四)生物材料和組織工程將有較大發展,生物機械結合型、生物型人工器官將有新突破,人工器官將在臨床醫療中廣泛應用。
(五)材料和藥物相結合的新型給藥技術和裝置將有很大發展,植入型藥物長效緩釋材料,藥物貼覆透入材料,促上皮、組織生長可降解材料,可逆抗生育絕育材料、生物止血材料將有新突破。
關鍵詞：生物醫學材料；生物相容性；應用現狀；發展前景
引言
生物醫學材料是一種毒副作用較小，生物相容性比較好的具有特殊性能和特殊功能的一種醫用材料，它對人的生命，組織器官是無害的。它的發展是以提升人類衛生健康水品，疾病治療，醫療保健為目的一種生物材料。生物醫學材料主要以生物高分子材料，生物陶瓷材料，生物醫學復合材料及生物金屬材料和生物醫學衍生材料為主?，F如今生物醫學而材料已經廣泛應用于醫學領域和科研領域。
一、生物醫學材料的分類
1、醫用高分子材料
所謂生物醫學材料領域中發展最好的領域，醫用高分子材料自改革開放以來就發展非常迅速，現如今醫用高分子材料已經研究出了許多性能量好，應用廣泛的制成品。醫用高分子材料有很大的便利之處是原材料比較容易獲取，加工制成品比較簡單，而且研究發現人體大部分組織器官的軟組織部位，比如血管，呼吸道等都是由高分子材料構成，這一特點使得醫用高分子材料的應用越來越受到人們的重視。
2、生物陶瓷材料
生物陶瓷材料也可以因為其化學組成而被叫做生物無機非金屬材料，它也是具有大部分生物醫學材料共有的生物特性，它是一種具有很好的生物相容性，與醫用高分子材料相比生物陶瓷材料化學性質極其穩定。從性能上來講，生物陶瓷材料與生物體具有高度親和性，毒副作用非常小，也很少與生物體產生免疫排斥反應。由于生物陶瓷材料的這些良好特性，近年來也逐漸被研究開發，現已經普遍受到關注。生物陶瓷材料可以分為惰性生物陶瓷和生物活性生物陶瓷。每類生物陶瓷材料都逐漸被廣泛利用。
3、醫用金屬材料
生物金屬材料顧名思義具有很強的機械強度，因為這種材料的組成主要是金屬或者合金，它的化學組成決定了此種材料具有很好的抗疲勞特性。鈦合金和鈷合金就是被廣泛使用在臨床上為人所熟知的醫用類金屬材料，另外還有不銹鋼。它們三者常作為植入材料，主要運用于骨和牙等硬組織的替換。比較常用在臨床上的是貴重金屬例如金，銀和鉑，當然一些常見材料比如鐵、鎂及銅等都有應用于臨床試驗上，只是這些金屬的生物特性不是很好，因此尚未受到專家認可。
4、生物醫學復合材料
生物醫學復合材料是由兩種或兩種以上不同材料混合而成，比如現運用于臨床的一些生物傳感器就是由高分子材料結合生物高分子形成的。另外，人工骨頭也可以有碳和鈦復合而成。
5、生物醫學衍生材料
生物醫學衍生材料是將生物組織進行特殊處理形成的，雖然它已經不具有生物活性，但是由于它有著天然生物相同的構型因而在人體修復和替換的過程中成功率比較高。
二、生物醫學材料的應用現狀
生物醫學材料作為一項發展迅速的高新技術產業，它的發展已經受到全世界的普遍關注?，F如今隨著分子材料和人造器官的廣泛使用，生物醫學材料交叉著諸多學科成為創新材料的重要組成部分。生物醫學材料的運用雖然在亞洲地區發展較快，但目前還主要在經濟發達國家具有競爭優勢。發達國家現已逐步形成生物材料工業體系，創新材料制成產品比較多，每年的銷售額也非常巨大，甚至可以達到藥物市場的銷售額。目前，主要的生物材料產品中具有代表性的有：人工器官、人工關節、人工股骨頭都是運用生物醫學材料來替代的。
三、生物醫學材料的發展前景
生物醫學材料作為新技術革命中高新技術產業，將成為國民經濟發展的一個重要驅動力。就我國而言，人口眾多、人口老齡化、交通擁擠及衛生醫療狀況需要改善的國情來講，人們在生活水平不斷提高的同時對醫療保健的要求越來越高，同時對行業創新的提升具有迫切需求。生物醫學材料工業體系解決了眾多疾病難題，促進了醫療水平和提高了疾病治療成功率?，F如今，國家已經充分認識生物醫學材料的V大發展前景，并投入大量資金用于技術研究、仿制到創新。在全區，如今生物醫學材料的發展已經能夠與汽車行業在經濟發展中的地位相比，銷售市場和銷售額大幅度擴增。
四、結語
綜上所述，生物醫學材料具有如此強大的經濟競爭實力，具有極大的發展前景。我國這場新技術革命中不僅面臨國內設施條件的制約，而且被發達國家的材料工業體系所發展的巨大市場所沖擊著。我國爭取在新技術革命中能夠占一席之地，必須加大對生物材料的研究和運用，從仿制到創新，加強知識產權的保護的同時也要積極向發達國家學習，迅速轉化成產業成果，重點突破，追蹤生物材料的前沿，形成競爭優勢。在國家的重點關注和支持的情況下，生物醫學材料這種高新技術產業即將在中國迅猛發展。
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