生物醫(yī)學(xué)工程前沿課程

生物醫(yī)學(xué)工程前沿課程日期：目錄CATALOGUE生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)前沿生物力學(xué)與組織工程醫(yī)療儀器與納米技術(shù)人工智能與生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)全球院校研究熱點(diǎn)與案例生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)前沿01磁共振成像（MRI）原理與創(chuàng)新應(yīng)用核磁共振現(xiàn)象、弛豫過(guò)程、成像原理、圖像重建與增強(qiáng)。MRI基本原理功能MRI（fMRI）、彌散張量成像（DTI）、分子MRI、MRI引導(dǎo)下的介入治療等。高場(chǎng)強(qiáng)MRI、開(kāi)放式MRI、可移動(dòng)MRI等。MRI新技術(shù)神經(jīng)科學(xué)、心血管疾病、腫瘤學(xué)、肌肉骨骼系統(tǒng)等領(lǐng)域的臨床應(yīng)用。MRI在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用01020403MRI設(shè)備發(fā)展與挑戰(zhàn)醫(yī)學(xué)光學(xué)成像與生物光子學(xué)醫(yī)學(xué)光學(xué)成像技術(shù)01光散射成像、熒光成像、光學(xué)相干斷層成像（OCT）、光聲成像等。生物光子學(xué)原理02生物組織的光學(xué)特性、光與生物組織的相互作用、生物發(fā)光與光生物效應(yīng)。醫(yī)學(xué)光學(xué)成像在疾病診斷中的應(yīng)用03早期癌癥篩查、皮膚病診斷、內(nèi)窺鏡成像等。光學(xué)成像技術(shù)的挑戰(zhàn)與未來(lái)04提高成像深度與分辨率、實(shí)現(xiàn)多模態(tài)成像、發(fā)展新型光源與探測(cè)器等。超聲成像技術(shù)與微流控集成超聲成像技術(shù)原理01超聲波的產(chǎn)生、傳播與接收，超聲成像的分辨率與穿透性。微流控技術(shù)概述02微流體的基本概念、微流控芯片的制作與應(yīng)用、微流控中的流體動(dòng)力學(xué)。超聲成像與微流控的集成應(yīng)用03微流控超聲傳感器、超聲驅(qū)動(dòng)的微流控芯片、超聲在微流控中的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)04超聲成像技術(shù)的創(chuàng)新、微流控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與挑戰(zhàn)、兩者在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的融合應(yīng)用。生物力學(xué)與組織工程02細(xì)胞力學(xué)與機(jī)械生物學(xué)細(xì)胞骨架與力學(xué)響應(yīng)細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)、組成及其在力學(xué)刺激下的變化。細(xì)胞變形與運(yùn)動(dòng)細(xì)胞在力學(xué)刺激下的變形、遷移和分裂等現(xiàn)象。機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)力學(xué)刺激如何轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)并影響細(xì)胞行為。細(xì)胞力學(xué)在疾病中的角色細(xì)胞力學(xué)特性在腫瘤、心血管疾病等中的作用。仿生材料設(shè)計(jì)原理模仿生物材料結(jié)構(gòu)與功能的原理和方法。3D生物打印技術(shù)3D打印技術(shù)在生物制造領(lǐng)域的應(yīng)用，包括打印細(xì)胞、組織和器官等。仿生材料的性能與應(yīng)用仿生材料在人工器官、組織工程等方面的應(yīng)用及其性能要求。3D生物打印的挑戰(zhàn)與未來(lái)3D生物打印面臨的挑戰(zhàn)，如細(xì)胞存活率、打印精度等，及其未來(lái)發(fā)展方向。仿生材料設(shè)計(jì)與3D生物打印心血管生物工程與再生醫(yī)學(xué)心血管生物工程01利用工程學(xué)原理和方法研究心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其疾病。再生醫(yī)學(xué)02通過(guò)激活或移植干細(xì)胞等方法促進(jìn)受損組織或器官的再生。心血管再生策略03干細(xì)胞治療、組織工程等方法在心血管再生中的應(yīng)用。心血管生物工程與再生醫(yī)學(xué)的挑戰(zhàn)04如何實(shí)現(xiàn)功能性心肌組織的再生，如何保證再生組織的穩(wěn)定性等。醫(yī)療儀器與納米技術(shù)03生物醫(yī)學(xué)微器件與可穿戴設(shè)備生物傳感器利用生物識(shí)別元件與信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，檢測(cè)生物體內(nèi)或生物體外的生理或化學(xué)參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為可識(shí)別信號(hào)的裝置。微納機(jī)器人可穿戴醫(yī)療設(shè)備通過(guò)微納技術(shù)制造的機(jī)器人，能在人體內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)的醫(yī)療操作，如疏通血管、清除病灶等。如智能手環(huán)、智能眼鏡等，通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)和記錄人體生理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療和健康管理。123納米級(jí)診斷技術(shù)與癌癥工程納米診斷試劑利用納米技術(shù)制造的試劑，能更準(zhǔn)確地識(shí)別癌細(xì)胞和其他病變細(xì)胞。分子影像學(xué)利用分子探針和成像技術(shù)，在分子水平上揭示生物體的生理和病理過(guò)程。癌癥靶向治療通過(guò)納米技術(shù)將藥物直接輸送到癌細(xì)胞，減少對(duì)正常細(xì)胞的傷害，提高治療效果。手術(shù)機(jī)器人利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行分析和診斷，輔助醫(yī)生進(jìn)行決策。智能診斷系統(tǒng)智能康復(fù)器械結(jié)合機(jī)器人技術(shù)和康復(fù)醫(yī)學(xué)原理，對(duì)患者進(jìn)行康復(fù)治療，幫助患者恢復(fù)身體功能。通過(guò)微創(chuàng)方式實(shí)施復(fù)雜手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備，具有精度高、創(chuàng)傷小、恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)。手術(shù)機(jī)器人及智能醫(yī)療器械人工智能與生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)04醫(yī)學(xué)圖像識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像分割通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分類(lèi)，提高診斷效率和準(zhǔn)確性。將醫(yī)學(xué)影像分割成不同的組織、器官或病變區(qū)域，為醫(yī)生提供更精確的診斷信息。醫(yī)學(xué)圖像分析與機(jī)器學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像配準(zhǔn)將不同時(shí)間、不同設(shè)備或不同模態(tài)的醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行配準(zhǔn)，便于醫(yī)生觀(guān)察和分析。醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)挖掘從醫(yī)學(xué)影像中提取有用的信息，如病變特征、基因表達(dá)等，為科研和臨床應(yīng)用提供支持。健康數(shù)據(jù)建模與精準(zhǔn)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)獲取與處理收集、清洗、整合來(lái)自不同來(lái)源的健康數(shù)據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)模型。疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基于健康數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)疾病風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。個(gè)性化治療方案根據(jù)患者的個(gè)體特征，為其制定個(gè)性化的治療方案，提高治療效果和患者滿(mǎn)意度。健康管理與預(yù)防通過(guò)對(duì)健康數(shù)據(jù)的持續(xù)監(jiān)測(cè)和分析，提供健康管理建議和預(yù)防措施，降低疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。腦機(jī)接口技術(shù)通過(guò)電極、傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大腦與計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸和控制，為殘障人士提供新的康復(fù)和輔助手段。神經(jīng)調(diào)控技術(shù)通過(guò)電刺激、磁刺激等手段，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控和治療，如帕金森病、癲癇等疾病的治療。腦機(jī)接口倫理與安全探討腦機(jī)接口技術(shù)的倫理問(wèn)題和安全問(wèn)題，確保其健康、合法、可持續(xù)的發(fā)展。神經(jīng)信號(hào)處理對(duì)神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行采集、處理和解碼，提取有用的信息并應(yīng)用于臨床診斷和治療。神經(jīng)工程與腦機(jī)接口01020304全球院校研究熱點(diǎn)與案例05癌癥工程運(yùn)用工程原理和方法，研究癌癥的診斷、治療和預(yù)防，包括新型治療設(shè)備的研發(fā)、癌細(xì)胞成像技術(shù)、藥物輸送系統(tǒng)等。超聲技術(shù)研究超聲在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如高強(qiáng)度聚焦超聲（HIFU）在腫瘤消融中的應(yīng)用，以及超聲成像技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新。俄亥俄州立大學(xué)：癌癥工程與超聲技術(shù)模仿生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，研發(fā)新型醫(yī)療器械和技術(shù)，如仿生假肢、仿生視覺(jué)系統(tǒng)等。仿生學(xué)運(yùn)用工程技術(shù)手段，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和評(píng)估康復(fù)設(shè)備和輔助技術(shù)，幫助殘障人士恢復(fù)功能、提高生活質(zhì)量?？祻?fù)工