走进生物医学工程：前世今生

导语

生物医学工程是“守护人类健康的工程科学”，它是自然科学和工程技术各学科领域与医学深度交叉融合的产物，是依据工程技术手段解决医学和人体健康问题的一个年轻学科，其应用技术主要用于人类疾病的预防、诊断、监护、治疗、保健和康复等各方面的仪器、设备、材料和系统等，是现代医疗器械和医用材料产业的主要支撑学科。接下来将基于书籍《什么是生物医学工程？》（图1）内容，发布《走进生物医学工程》系列文章，带领大家走进生物医学工程。本次内容为生物医学工程的前世今生。

图1 《什么是生物医学工程？》书籍

促进人类健康发展的驱动力

如图2所示是由感冒引发的诊断过程模拟流程，从流程可以看出现代医学特点是：1. 诊断严格依据医学中病理学、病理生理学的特征指标进行（椭圆形诊断结果），具有充分的科学性；2. 诊断基于现代医疗仪器（方框形诊断手段）对患者生理状态的精密检测与分析而得到，具有客观性。

人们日益关心自己的健康状态，对医疗设备和临床诊疗方法的依赖性越来越高。如果没有现代医疗设备和材料，人类健康发展与进步将会止步不前。这些都与生物医学工程息息相关，所以生物医学工程能够促进人类健康发展。

图2由感冒引发的诊断过程模拟流程

生物医学工程的定义

生物医学工程英文全称为Bio-Medical Engineering，简称BME。教育部生物医学工程类专业教学指导委员会对生物医学工程专业下了一个定义，即“生物医学工程是运用工程学的原理和方法解决生物医学问题，提高人类健康水平的综合性学科。生物医学工程是多学科融合、具有特定内涵的学科。它在生物学和医学领域融合数学、物理、化学、信息和计算机科学，运用工程学的原理和方法获取和产生新知识，促进生命科学和医疗卫生事业的发展，从分子、细胞、组织、器官、生命系统各层面丰富生命科学的知识宝库，推动生命科学的研究进程，深化人类对生命现象的认识，为疾病的预防、诊断、治疗和康复创造新设备，研发新材料，提供新方法，实现人类健康、延长人类寿命的伟大使命。”

生物医学工程本科专业代码为082601，其博士和硕士点设置的学科代码为0831。因此，它属于“工学”门类。目前，生物医学工程的研究领域包括生物力学与康复工程学、生物体参数检测、生物医学信号处理、医学图像处理与分析、医学图像处理与信号分析、医学信号处理等。本科专业方向主要分为两大块：1. 医疗仪器技术为核心、偏信息类的生物医学工程专业方向，2. 生物材料为核心、偏生化材料类的生物医学工程专业方向。

生物医学工程专业对应的产业是医疗器械产业。2017-2022年全球和中国医疗器械行业市场规模及预测呈现逐年上升的良好趋势（图3和4）。

图3 2017-2022年全球医疗器械行业市场规模及预测（https://www.askci.com/news/chanye/20220615/1454361891375.shtml）

图4 2017-2022年中国医疗器械行业市场规模及预测（https://www.askci.com/news/chanye/20220615/1454361891375.shtml）

生物医学工程的发展

生物医学工程领域发展根据工程技术大致可以分为三个阶段：第一阶段为初级阶段，标志性成果为听诊器、X射线、脑电图技术、超声检测技术，该阶段的工程技术对医学并未产生全面和强烈影响。第二阶段为发展阶段，新型生物医学材料、电子信息技术、计算机科学技术、激光技术、红外技术等在临床上的普遍应用，此阶段发展迅速。第三阶段为交叉融合阶段，材料科学、纳米技术、细胞与基因工程技术、电子信息技术、计算机科学技术等飞速发展，临床应用转化应用大幅度提高，更加有效地促进人类健康发展。

参考文献

[1] 邱天爽，刘蓉，齐莉萍主编. 什么是生物医学工程？大连理工大学出版社. 2021.