生物医学工程是现代医学进步的源泉，也是正在迅速发展，而且会一直持续发展的前沿学科，生物医学工程专业人才需求将长盛不衰。生物、医学以及各类工程知识都是生物医学工程专业学生应该掌握的内容，使得该专业分支方向多，学生在学习时不容易把握重点，不容易系统规划与学习。本教材试图通过介绍生物医学工程专业的概念、特点及各分支方向的主要研究内容等，引导学生认识生物医学工程专业，了解生物医学工程专业相关内容。本教材适合希望系统了解生物医学工程专业的各类学生与工程技术人才使用。

生物医学工程是现代医学进步的源泉，也是正在迅速发展，而且会持续发展的前沿学科。生物、医学以及各类工程知识都是生物医学工程专业学生应该掌握的内容，使得该专业分支方向多，学生在学习时不容易把握重点，不容易系统规划与学习。本教材试图通过介绍生物医学工程专业的概念、特点及各分支方向的主要研究内容等，引导学生认识生物医学工程专业，了解生物医学工程专业相关内容。本教材适合希望系统了解生物医学工程专业的各类学生与工程技术人才使用。
本教材是在生物医学工程类教学指导委员会指导下，由人民卫生出版社组织完成的，参加本教材编写单位涵盖了国内较早设置生物医学工程专业的大部分高等学校。本书也得到了兄弟院校很多研究生的帮助与参与，尤其是西安交通大学谢琳博士对书稿进行了认真细致的整理，在此一并致以诚挚的感谢！
生物医学工程发展迅速、涉及范围广泛，本书的内容不能够全部覆盖该专业，希望在广大读者的支持下，随着专业领域的发展，后续再版时能够继续完善。
在此书稿完成之际，全体编委由衷感谢东南大学万遂人教授，正是在万教授的倡导下本书才得以立项并完成，也由衷感谢郑筱祥教授在编写中给予的支持与帮助。
张建保 赵 俊
2023 年10 月

张建保，西安交通大学生命科学与技术学院教授。兼任生物医学工程教学指导委员会委员，中国电工学会生物电工专业委员会副主任委员，中国中医药信息学会中医诊断信息分会副会长，医工联盟副理事长，中国生物医学工程学会生物力学专业委员会委员，陕西省医疗器械专业委员会副主任委员等。曾任西安交通大学生命科学与技术学院副院长。

第一章 引言/ 1
第一节 生物医学工程概述 / 1
第二节 生物医学工程专业的特点 / 3
一、 生物医学工程专业概况 / 3
二、 生物医学工程专业的特点 / 3
第三节 生物医学工程面临的挑战 / 5
一、 生物医学需要与工程技术深度融合 / 5
二、 生物医学工程师的综合素质 / 5
三、 我国生物医学工程专业设立的初衷 / 6
四、 生物医学工程专业人才培养 / 6
第二章 医学与工程/8
第一节 工程在医学中的地位与作用 / 8
一、 20 世纪前的医学 / 8
二、 现代医学与工程 / 8
第二节 生物医学工程职业的特殊性 / 10
一、 生物医学工程师 / 10
二、 医疗器械法规及规章 / 10
三、 医疗器械的监管与认证 / 12
第三章 生物医学信号的传感、检测与处理/16
第一节 生物医学传感技术概述 / 16
一、 生物医学传感器的定义 / 16
二、 生物医学传感器的分类 / 16
三、 生物医学传感器的基本术语 / 17
第二节 生物医学传感器的基本类型及其应用 / 20
一、 物理量传感器原理及其应用 / 20
二、 化学传感器原理及其应用 / 23
三、 生物传感器原理及其应用 / 26
四、 新型传感技术原理及其应用 / 29
第三节 生物医学信号检测技术的基本特点 / 30
一、 生物医学测量仪器的组成 / 30
二、 人体测量的特点 / 31
三、 人体生理信号的测量方法 / 31
四、 电流的生理效应和损伤防护 / 33
第四节 生物医学信号处理 / 34
一、 生物医学信号的分类及特点 / 35
二、 生物医学信号的时域及频域表示 / 37
三、 常见生理信号的处理方法 / 39
四、 未来的发展方向 / 42
第四章 生物医学成像与生物医学图像处理/44
第一节 生物医学成像与生物医学图像处理概述 / 44
一、 成像与图像处理 / 44
二、 生物医学成像与生物医学图像处理 / 44
三、 生物医学成像与生物医学图像处理的基本术语 / 44
第二节 生物医学成像模式 / 45
一、 光学成像 / 45
二、 X 射线成像 / 47
三、 计算机断层成像 / 50
四、 磁共振成像 / 52
五、 核医学成像 / 54
六、 超声成像 / 56
第三节 生物医学图像处理 / 59
一、 生物医学图像处理基本内容 / 59
二、 生物医学图像分析 / 62
三、 生物医学图像智能分类、检测、分割和检索 / 65
第四节 生物医学成像与生物医学图像处理技术展望 / 71
第五章 医学信息工程/75
第一节 医学信息概述 / 75
一、 信息技术与医学信息工程 / 75
二、 医学信息工程发展现状 / 76
第二节 医学信息标准化技术 / 79
一、 医学信息标准的制定 / 79
二、 常见医学信息标准 / 80
第三节 医学信息获取及其利用 / 81
一、 医学信息产生及获取 / 81
二、 医学信息知识发现及管理 / 82
第四节 医学信息系统 / 83
一、 医学信息系统概述 / 83
二、 医院内信息系统 / 85
三、 区域卫生信息系统 / 89
第五节 医学信息工程前沿 / 92
一、 医疗健康大数据 / 92
二、 健康物联网与移动医疗 / 94
三、 转化与精准医学信息系统 / 96
四、 医学人工智能 / 97
第六章 生物力学与力学生物学/ 101
第一节 生物力学与力学生物学的发展历程 / 101
第二节 生物力学与力学生物学研究技术与方法 / 102
一、 生物力学基本力学概念 / 102
二、 生物力学与力学生物学建模与仿真方法 / 103
三、 生物力学与力学生物学的实验技术 / 104
第三节 生物力学与力学生物学的应用 / 105
一、 生物力学与力学生物学在疾病机制分析中的应用 / 105
二、 生物力学与力学生物学在诊断中的应用 / 106
三、 生物力学与力学生物学在治疗中的应用 / 107
四、 生物力学与力学生物学在康复中的应用 / 107
五、 生物力学与力学生物学在特种医学中的应用 / 108
第七章 生物材料与组织工程/ 110
第一节 生物医学材料概述 / 110
一、 生物医学材料定义 / 110
二、 生物医学材料的基本性能要求 /111
三、 生物医学材料的发展 /111
四、 生物医学材料的分类 / 113
第二节 典型生物医学材料及其应用 / 114
一、 典型无机生物医学材料及其应用 / 114
二、 典型金属生物医学材料及其应用 / 121
三、 典型高分子生物医学材料及其应用 / 123
第三节 组织工程与组织工程材料 / 127
一、 组织工程学的建立和发展 / 127
二、 组织工程学基本原理 / 128
三、 组织工程三要素 / 129
四、 组织工程化组织构建 / 130
五、 骨组织工程有关问题分析 / 130
第八章 生物医学光子学/134
第一节 生物医学光子学的起源与发展 / 134
一、 量子理论革命 / 134
二、 技术革命 / 135
三、 基因组学革命 / 136
第二节 生物医学光子学的内涵 / 137
一、 光与生物体的相互作用 / 137
二、 生物系统的发光 / 138
三、 生物组织中的光子传输 / 138
四、 生物医学光学成像及应用 / 139
五、 激光治疗原理及应用 / 141
六、 展望 / 143
第九章 生物医学工程中的伦理与原则/145
第一节 生物医学工程中的伦理问题 / 145
一、 道德与伦理 / 145
二、 生物医学工程中的主要伦理问题 / 145
第二节 生物医学工程伦理基本原则 / 146
一、 生命神圣与价值原则 / 146
二、 有利与不伤害原则 / 147
三、 尊重与自主原则 / 147
四、 公正与公益原则 / 147
第三节 伦理决策与审查 / 148
一、 动物实验的伦理审查 / 148
二、 涉及人的研究的伦理审查 / 149
第四节 器官移植中的伦理问题 / 151
一、 移植器官的来源 / 152
二、 收集器官的途径 / 153
三、 受体选择的伦理问题 / 153
第五节 基因工程伦理 / 153
一、 基因工程中的生命伦理 / 154
二、 基因工程中的人的权利 / 154
三、 基因工程中的生态伦理 / 155
第六节 医疗器械有关的伦理问题 / 156
一、 医疗器械临床试验的伦理审查 / 156
二、 医疗器械不良事件报告中的伦理理念 / 157
第十章 现代生物医学工程/159
第一节 生理系统建模与仿真 / 159
一、 生物医学建模与仿真基础 / 159
二、 生物医学建模与仿真常用方法 / 162
三、 模型的验证 / 167
四、 生物医学建模与仿真实例 / 168
第二节 神经成像 / 170
一、 神经影像概述 / 170
二、 神经影像技术及应用 / 170
第三节 神经工程 / 179
一、 神经工程概述 / 179
二、 神经工程技术与应用 / 180
三、 展望 / 185
第四节 体外诊断 / 187
一、 体外诊断概述 / 187
二、 体外诊断技术及应用 / 188
三、 展望 / 192
第五节 精准医学 / 192
一、 精准医学及其生物医学大数据基础 / 192
二、 面向精准医学的生物医学大数据分析及挖掘技术 / 196
三、 展望 / 201
第六节 肿瘤放射治疗物理学 / 202
一、 肿瘤放射治疗物理学概述 / 202
二、 肿瘤放射治疗物理学应用技术 / 208
三、 展望 / 213
第七节 远程医疗 / 214
一、 远程医疗概述 / 214
二、 远程医疗中的关键技术 / 215
三、 远程医疗的发展与展望 / 219
第八节 人工器官 / 220
一、 人工器官的起源与发展 / 220
二、 人工器官的工作原理以及关键技术 / 223
三、 展望 / 229
第九节 军事生物医学工程 / 230
一、 军事生物医学工程概述 / 230
二、 军事生物医学工程的技术与应用 / 230
第十节 中医工程 / 237
一、 中医工程概述 / 237
二、 中医工程技术及应用 / 238
三、 中医诊疗设备研究与开发 / 239
四、 中医诊疗设备标准化 / 239
五、 展望 / 240
参考文献 /243
中英文名词对照索引 /244