簡(jiǎn)介:生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ),汪天富、陳昕、覃正笛、錢建庭、劉維湘、孫怡雯、張會(huì)生、沈圓圓、彭玨、周光前,深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)院,課程簡(jiǎn)介,生物醫(yī)學(xué)工程是基于工程學(xué)和生命科學(xué)的交叉學(xué)科,運(yùn)用工程學(xué)的原理、知識(shí)和方法解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題,如用電學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和其他工程學(xué)原理來(lái)解釋、修改、控制生物體系統(tǒng),是工程學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁。本課程是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課程,對(duì)于全面掌握生物醫(yī)學(xué)工程的主要研究領(lǐng)域具有重要的引導(dǎo)作用。,課程簡(jiǎn)介,主要內(nèi)容歷史回顧、道德與倫理問(wèn)題解剖生理學(xué)、生物電現(xiàn)象生物力學(xué)、康復(fù)工程及輔助技術(shù)生物材料、組織工程生物醫(yī)學(xué)傳感器、生物醫(yī)學(xué)儀器生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理生理系統(tǒng)建模與仿真基因與生物信息學(xué)醫(yī)學(xué)成像、放射成像計(jì)算細(xì)胞生物學(xué)與計(jì)算復(fù)雜性生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與激光體外診斷儀器,課程教材,考核形式,平時(shí)成績(jī)30%期末成績(jī)70%平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)、考勤、課堂提問(wèn)、課堂測(cè)驗(yàn)等期末考試方式是撰寫課程報(bào)告(文獻(xiàn)綜述)。,第一章歷史回顧,生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ),汪天富深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)院,主要內(nèi)容,現(xiàn)代醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變現(xiàn)代醫(yī)療保健體系什么是生物醫(yī)學(xué)工程生物醫(yī)學(xué)工程師的職能生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)狀況幾個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)會(huì),本章要求,通過(guò)學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)該能夠理解先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的巨大進(jìn)步在建立現(xiàn)代健康醫(yī)療保健系統(tǒng)中所扮演的重要角色明確什么是生物醫(yī)學(xué)工程,并能理解生物醫(yī)學(xué)工程師在健康醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)中的重要作用能夠解釋為什么生物醫(yī)學(xué)工程師是專業(yè)人士,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變依靠經(jīng)驗(yàn)和神學(xué),巫醫(yī)觀察某些疾病的特點(diǎn),然后把經(jīng)驗(yàn)輩輩流傳。例如,通過(guò)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)科學(xué)有藥草學(xué)、接骨術(shù)、外科手術(shù)、助產(chǎn)術(shù)等。,長(zhǎng)期以來(lái),埃及人敬重伊姆霍特普(IMHOTEP),并不是因?yàn)樗堑谝粋€(gè)金字塔(3000BC)的建造者,而是因?yàn)樗且晃恢尼t(yī)生。他能讓病人安靜地入睡,所以他的名字代表著“安寧蒞臨者”在早期的埃及文化中他因醫(yī)術(shù)高明被尊稱為康復(fù)之神。,埃及的神學(xué)和最初的宗教一樣,高度強(qiáng)調(diào)超自然和個(gè)人健康之間的相互關(guān)系。例如今天的處方中常用的神秘性標(biāo)志RX來(lái)源于古埃及地傳說(shuō)“太陽(yáng)神和魯斯(HORUS)的眼睛”。HORUS幼年時(shí)遭惡魔賽斯(SETH)的攻擊眼睛失明,他的媽媽(ISIS)求助于健康之神THOTH,THOTH立即診治使HORUS的眼睛的視力和神力都得以恢復(fù)。因此,HORUS的眼睛成為埃及神靈解除災(zāi)難和保護(hù)的標(biāo)志,之后RX便被用作來(lái)連接古代和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的紐帶。,IMHOTEP的思想和他所實(shí)踐的醫(yī)術(shù)被許多人記錄在蒲草紙書上(古墓中發(fā)現(xiàn))。1873年GEORGEELBERS獲得的一個(gè)書稿(日期標(biāo)注公元前1500年)就記錄了幾百種疾病的治療方法,從鱷魚咬傷到便秘?zé)o所不有。1862年EDWINSMITH發(fā)現(xiàn)的莎草書稿(日期標(biāo)注公元前1700年),被認(rèn)為是古代最重要最完整的外科手術(shù)著作。這些文稿描述了一系列手術(shù)病例的診斷、預(yù)后和治療方法這兩本文稿無(wú)疑是醫(yī)學(xué)史上的杰出著作。,受古埃及IMHOTEP的影響,希臘人樹立了自己的醫(yī)神艾斯庫(kù)累普(AESCULAPIUS)。據(jù)神話記載,艾斯庫(kù)累普是太陽(yáng)神APOLLO造訪塵世時(shí)生的兒子,APOLLO是個(gè)負(fù)責(zé)任的父親,和眾多現(xiàn)代父母一樣,他希望艾斯庫(kù)累普能成為一個(gè)內(nèi)科醫(yī)生。APOLLO讓CHIRON(人首馬身)做為家庭教師,教艾斯庫(kù)累普學(xué)習(xí)治病的方法。很快,艾斯庫(kù)累普在治療專業(yè)方面就很出色,而且青出于藍(lán)而勝于藍(lán),他使人們的壽命大大延長(zhǎng),以至于陰間的人口數(shù)量都降低了。于是陰間之神PLUTO非常憤怒,迫使天神ZEUS用雷劈死了艾斯庫(kù)累普,并把他升至天堂,成為奧林匹斯山上的神。,神學(xué)融入到了醫(yī)學(xué)希臘神話中的醫(yī)神艾斯庫(kù)累普是現(xiàn)代內(nèi)科醫(yī)師的標(biāo)志,到1000年,醫(yī)學(xué)已經(jīng)成為一個(gè)受人尊敬的專業(yè)。在希臘,艾斯庫(kù)累普寺廟屬于第一批醫(yī)院。,圖11被送進(jìn)艾斯庫(kù)累普教堂的患病兒童,,稱作“醫(yī)學(xué)之父”的希波克拉底(HIPPOCRATES)受醫(yī)生父親影響,年輕的時(shí)候就對(duì)醫(yī)術(shù)熟通,他給醫(yī)學(xué)注入了一種新的要素科學(xué)精神,從此診斷檢測(cè)和臨床治療開始代替了迷信。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變首現(xiàn)“科學(xué)精神”,希波克拉底使大家明白疾病是一種按邏輯逐步發(fā)展的自然過(guò)程,癥狀就是機(jī)體對(duì)病的反應(yīng),而不應(yīng)該歸咎于神靈。希波克拉底和COS寺廟培養(yǎng)了一大批人,他們遷移到地中海國(guó)家去行醫(yī)并傳播醫(yī)學(xué)理念。希波克拉底和他的學(xué)校以及起源于他的一些管理規(guī)定,構(gòu)成了醫(yī)學(xué)從巫術(shù)和神學(xué)中分離出來(lái)的突破口,成為現(xiàn)代理性醫(yī)學(xué)的奠基石。,當(dāng)羅馬帝國(guó)發(fā)展到鼎盛時(shí)期并且影響延伸到半個(gè)世界時(shí),它們吸收的偉大文化包括醫(yī)學(xué)需要繼承傳下來(lái)。雖然羅馬在針對(duì)個(gè)人的臨床醫(yī)學(xué)方面的貢獻(xiàn)很小,但他們?cè)诠册t(yī)療方面有顯著成就。例如,他們組織了遍及整個(gè)羅馬帝國(guó)的軍隊(duì)醫(yī)療服務(wù)隊(duì),不僅在戰(zhàn)場(chǎng)上有急救站,在戰(zhàn)略要塞也建立了基地醫(yī)院。城市下水道系統(tǒng)和輸水管道的建設(shè)也是羅馬在醫(yī)療保健的社會(huì)醫(yī)療方面取得的顯著成就。堅(jiān)持不喝臟水,不吃臟食有利于控制和預(yù)防流行病。這觀念雖然原始,至今在都市生活中依然適用。不幸的是,由于缺乏關(guān)于疾病的科學(xué)知識(shí),羅馬人在公共醫(yī)療上所有的成就也不能避免周期性的疾病災(zāi)難,特別是幾乎把整個(gè)城市摧毀的瘟疫。,起初羅馬統(tǒng)治者對(duì)希臘的醫(yī)師和醫(yī)術(shù)不屑一顧。但是幾年之后,希波克拉底的弟子門留下的良好印象廣泛傳播。為了回報(bào)他們對(duì)羅馬人提供的醫(yī)療服務(wù),愷撒大帝(CAESAR,46BC)對(duì)所有的希臘醫(yī)生授予羅馬公民身份。這使得希臘醫(yī)生在羅馬的地位十分穩(wěn)固,以至于同一年當(dāng)羅馬遭受饑荒時(shí),希臘醫(yī)生是唯一沒有被驅(qū)逐出境的外國(guó)人,相反,還給獎(jiǎng)金以使他們留下來(lái)。,具有諷刺性的是被尊稱為羅馬歷史上著名醫(yī)生的蓋倫(GALEN)實(shí)際上是個(gè)希臘人。因?yàn)樗t(yī)治好了“宮廷發(fā)熱病”變成了羅馬醫(yī)學(xué)史上的名人。其實(shí)他和希波克拉底完全不一樣,蓋倫自大傲慢,自夸自詡,只報(bào)道成功的案例。不過(guò)蓋倫也確實(shí)是一名杰出的醫(yī)生,他的醫(yī)療診斷是一門藝術(shù),除了照顧好病人,他還對(duì)遠(yuǎn)至而來(lái)的醫(yī)學(xué)咨詢進(jìn)行答復(fù)。蓋倫很勤奮,寫下了300多本解剖體檢的書,內(nèi)容包括精選的歷史病例、他開過(guò)的藥方。,但由于他反對(duì)人體解剖,只能根據(jù)動(dòng)物的解剖來(lái)畫出人體的解剖器官,這具有誤導(dǎo)性。由于當(dāng)時(shí)蓋倫主宰了醫(yī)學(xué)界,又獲得羅馬天主教會(huì)支持,事實(shí)上也阻礙了醫(yī)學(xué)的求真探索。在之后宗教統(tǒng)治的黑暗時(shí)期,他的醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)和著作被羅馬教皇和權(quán)威人士看作“圣經(jīng)”和“法律”。隨著羅馬帝國(guó)的滅亡,教堂變成了知識(shí)庫(kù),尤其是幾世紀(jì)以來(lái)逐漸漂移到地中海區(qū)域的知識(shí)寶蔵,包括通過(guò)傳教士的書面?zhèn)鞑サ尼t(yī)學(xué)知識(shí),并且分散在各教堂,在教徒中流傳。,醫(yī)院系統(tǒng)伴隨著基督教的信仰、人道主義和慈善一起傳播,散及全歐洲隨后又通過(guò)十字軍傳播到中東地區(qū)。但是,訓(xùn)練過(guò)的醫(yī)生主要在病人的家里治病,只有那些疲倦旅人、貧困者和認(rèn)為沒希望的病人才會(huì)去醫(yī)院。雖然有一些醫(yī)院有完善的財(cái)政和管理系統(tǒng),能夠人性化對(duì)待病人,但是大多數(shù)醫(yī)院其實(shí)就是看守所,主要就是把棘手的或患傳染病的人和公眾隔離。在這些機(jī)構(gòu)里充斥著擁擠、骯臟,病人和醫(yī)護(hù)人員死亡率都很高。因此,人們通常害怕并躲避醫(yī)院。,,15,16世紀(jì)文藝復(fù)興和宗教改革解除了教會(huì)對(duì)醫(yī)院和行醫(yī)者的強(qiáng)權(quán)控制。文藝復(fù)興時(shí)期,人們追求醫(yī)學(xué)知識(shí)等自然界真正奧秘的渴望再次被激發(fā)。人類解剖的研究得到發(fā)展,藝術(shù)家米開朗琪羅、拉斐爾、杜勒,還有天才畫家達(dá)芬奇等都為深入研究人體解剖學(xué)作出了貢獻(xiàn)。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變文藝復(fù)興時(shí)期的巨大進(jìn)步,伽利略(1564~1642),在文藝復(fù)興時(shí)期,檢測(cè)技術(shù)也開始發(fā)展,其中伽利略的貢獻(xiàn)最大。他通過(guò)對(duì)大批醫(yī)學(xué)學(xué)生講演數(shù)學(xué)科學(xué),詳細(xì)說(shuō)明了他的著名理論和發(fā)明(望遠(yuǎn)鏡、溫度計(jì)、擺錘等)。伽利略提倡用實(shí)驗(yàn)和精確的測(cè)量方法幫助醫(yī)師進(jìn)行有效的診斷。測(cè)量的體溫、脈搏數(shù)據(jù)和一些特殊疾病的癥狀相關(guān)。顯微鏡的發(fā)展擴(kuò)大了人們的視野。,隨著人口城市化的擴(kuò)張,英國(guó)的醫(yī)院尤其是大都市里的醫(yī)院和設(shè)備變得供不應(yīng)求。因此,在17世紀(jì)倫敦兩個(gè)大型醫(yī)院(STBARTHOLOMEW’S和STTHOMA)實(shí)施了一項(xiàng)新的政策,即只接受可能被治愈的病人。那些無(wú)法治愈的病人就會(huì)被遣散到其他機(jī)構(gòu),比如收容所、監(jiān)獄或濟(jì)貧院。,,直到19世紀(jì),醫(yī)院才有能力讓大量的病人受益。這一時(shí)代的進(jìn)步是要?dú)w功于護(hù)理水平的提高南丁格爾從克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)回到英國(guó),她認(rèn)為醫(yī)院死亡情況更多得是由于醫(yī)院的條件而不是疾病。在19世紀(jì)后期,南丁格爾的影響深遠(yuǎn),世界上很多醫(yī)院都是接受她的建議而建立起來(lái)的。,南丁格爾,南丁格爾的護(hù)理觀點(diǎn)是“護(hù)理可以使我們擁有可能最佳的條件,以便于病人自然恢復(fù)健康,并保持健康。請(qǐng)注意,我們是護(hù)理病人,而不是護(hù)理疾病”。,醫(yī)療保健系統(tǒng)的演變護(hù)理的發(fā)展,現(xiàn)代醫(yī)療保健體系,20世紀(jì),各種基礎(chǔ)科學(xué)(化學(xué),生理學(xué),藥理學(xué)等)開始迅猛發(fā)展,物理學(xué)學(xué)的各種發(fā)明促使醫(yī)學(xué)產(chǎn)生了飛躍。1903年威廉愛因托芬發(fā)明了第一臺(tái)心電圖機(jī),可以測(cè)量心跳時(shí)的電位變化,由此開創(chuàng)了心臟醫(yī)學(xué)和電位測(cè)量技術(shù)的新時(shí)代。這一時(shí)期新發(fā)明層出不窮,就像連鎖反應(yīng)一樣,其中對(duì)臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展最最重要的是X射線的發(fā)現(xiàn)。在倫琴描述他的新射線時(shí),人體的秘密就開始向醫(yī)學(xué)檢查敞開了。,1895年,X射線之父-倫琴,倫琴夫人的手指,倫琴的實(shí)驗(yàn)室,20世紀(jì)30年代磺胺藥物和40年代青霉素的開開發(fā)顯著降低了引起醫(yī)療危害的病人間的交叉感染。先進(jìn)的科技促進(jìn)了復(fù)雜的外科手術(shù)的發(fā)展。1927和1939年分別發(fā)明了呼吸機(jī)和心肺分流術(shù)。40年代,心導(dǎo)管及心血管造影術(shù)得到了快速發(fā)展。實(shí)現(xiàn)了對(duì)由于瓣膜紊亂引起的心臟病的診斷,開創(chuàng)了心臟和血管外科研究的新時(shí)代。50年代,顯微鏡進(jìn)入了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,在觀察微小細(xì)胞方面成就顯著。,早期的心電圖機(jī),手術(shù)室的發(fā)展,醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)及儀器,從70年代起,醫(yī)學(xué)研究者已經(jīng)讓電子智能工具去進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算,進(jìn)行記錄(通過(guò)人工智能),甚至控制支撐生活的儀器器具。依靠不斷發(fā)展的先進(jìn)電腦技術(shù)開發(fā)了新的醫(yī)療成像技術(shù),例如電腦斷層攝像(CT)和核磁共振技術(shù)(MRI)?!安糠制鞴偬鎿Q”手術(shù)變得司空見慣。隨著1954年第一例腎移植成功,人工器官的觀念就普遍被接受并在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域逐漸流行。這些技術(shù)創(chuàng)新從根本上改變了外科的組織和應(yīng)用。,20世紀(jì)90年代最顯著的科學(xué)技術(shù)成就就是人類基因組計(jì)劃,結(jié)果,生物醫(yī)學(xué)工程一個(gè)主要的轉(zhuǎn)變就是從之前的僅僅對(duì)器官水平的研究集中到細(xì)胞分子水平。納米技術(shù)、組織工程和人工器官清晰地表明科學(xué)幻想將變成現(xiàn)實(shí)。技術(shù)對(duì)于影響醫(yī)療保健實(shí)踐提供了無(wú)限的潛能。通過(guò)閉路電視和通信工具,可以為病人提供遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。多項(xiàng)普檢系統(tǒng)為大多數(shù)人群提供疾病預(yù)防,從而避免了需要診斷治療的人再跑到醫(yī)院。病人的自動(dòng)化護(hù)理記錄可以告知醫(yī)生病人在家和在醫(yī)院的身體狀況。,遠(yuǎn)程醫(yī)療,南極膝關(guān)節(jié)手術(shù),美國(guó)馬薩諸塞總醫(yī)院,雙向聲像連接,內(nèi)科醫(yī)師的新工具激光手術(shù),,,,科學(xué)家和醫(yī)生將一顆狒狒的心臟移植到出生兩周的女嬰體內(nèi),生物醫(yī)學(xué)材料,康復(fù)工程,德國(guó)TüBINGEN大學(xué)的BIRBAUMER教授利用腦機(jī)接口技術(shù)腦電信號(hào)幫助一個(gè)完全癱瘓的患者進(jìn)行交流,病人甚至可以在家上網(wǎng)。,關(guān)愛老年人A全世界老年人口占12B到2050年,全世界老年人口數(shù)量將第一次超過(guò)兒童人口數(shù)量。C每年有500萬(wàn)人死于中風(fēng),返回,生物醫(yī)學(xué)工程(BME)是以工程科學(xué)技術(shù)的思維、方法、原理與技術(shù),研究生命科學(xué)、支持生命科學(xué)、服務(wù)生命對(duì)象而形成的一門跨學(xué)科的、新興的、綜合性學(xué)科。,什么是生物醫(yī)學(xué)工程,生物醫(yī)學(xué)工程的綜合性非常強(qiáng),它應(yīng)用電學(xué)、化學(xué)、光學(xué)、力學(xué)和其他工程學(xué)原理來(lái)解釋、修改、控制生物系統(tǒng)。在醫(yī)院或醫(yī)療中心工作的生物醫(yī)學(xué)工程師稱作臨床工程師更適合,但是理論上的區(qū)別在實(shí)踐中往往不太明顯,今天許多在美國(guó)醫(yī)院工作的這類專家依然稱作生物醫(yī)學(xué)工程師。,生物醫(yī)學(xué)工程擴(kuò)展了許多新的研究領(lǐng)域,包括工程系統(tǒng)分析應(yīng)用(生理建模與仿真、生物控制)。生理信號(hào)的檢測(cè)和監(jiān)視(生物感應(yīng)器,生物醫(yī)學(xué)儀器)。利用生物電信號(hào)的處理技術(shù)提取診斷信息。開發(fā)治療和康復(fù)設(shè)備(康復(fù)工程)。代替或增加人體功能的設(shè)備(如人造器官)。病人數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)輔助分析和臨床診斷(醫(yī)學(xué)信息和人工智能)。醫(yī)學(xué)成像,即解剖結(jié)構(gòu)和生理功能的圖象顯示。新的生物制品的開發(fā)(如生物技術(shù)和組織工程),20世紀(jì)60年代,為了保障醫(yī)院病人的電氣安全,工程師開始進(jìn)入臨床。當(dāng)著名的消費(fèi)者活動(dòng)家RALPHNADER聲稱“每年至少1200名美國(guó)人在醫(yī)院的常規(guī)診斷和治療中被電死”時(shí),對(duì)臨床用電的擔(dān)憂達(dá)到了頂峰。大家推測(cè)病人觸電死亡的原因是導(dǎo)管插入病人體內(nèi)之后就在體外到臨近心臟的血管之間形成了低阻抗通路,此時(shí)比正常電壓高得多的電壓就可能使病人。觸電死亡。盡管缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)的證據(jù),但是強(qiáng)烈的抗議提高了醫(yī)務(wù)人員對(duì)病人使用醫(yī)療設(shè)備的安全意識(shí)。,一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)醫(yī)院電氣安全迅速應(yīng)運(yùn)而生。電氣安全分析儀制造商和設(shè)備安全顧問(wèn)急切希望能滿足醫(yī)院安全的需求,一些公司開發(fā)出確保病人安全的新產(chǎn)品,如隔離變壓器。為了滿足新的需求,醫(yī)院管理者考慮了一系列措施,包括雇傭醫(yī)療設(shè)備制造廠家來(lái)進(jìn)行設(shè)備安全審查;與共享的設(shè)備機(jī)構(gòu)簽訂合同;由醫(yī)院內(nèi)部員工來(lái)提供此項(xiàng)服務(wù)。很多醫(yī)院選擇了內(nèi)部服務(wù)并建立新部門來(lái)提供設(shè)備安全方面的技術(shù)。,由此一個(gè)新興工程學(xué)科臨床工程學(xué)誕生了,許多醫(yī)院建立了中心臨床工程部門。但電氣安全的敗例只代表了臨床環(huán)境中醫(yī)療設(shè)備安全的一小部分,設(shè)備既沒有完全清洗又沒有適當(dāng)?shù)木S護(hù)。到20世紀(jì)70年代中期,設(shè)備使用前后的全面檢查已經(jīng)成為常規(guī),形成了切合實(shí)際的檢查程序。在此發(fā)展過(guò)程中,臨床工程先驅(qū)人員發(fā)揮了重要的作用,他們作為醫(yī)院人員梯隊(duì)里的新成員,發(fā)揮的作用越來(lái)越大。他們的工作包括積極參與開發(fā)低成本高效的方法,發(fā)展醫(yī)療技術(shù)。為醫(yī)院管理者提供咨詢,根據(jù)醫(yī)院條件和特定技術(shù)規(guī)格購(gòu)買醫(yī)療設(shè)備。啟動(dòng)科技新方法的應(yīng)用,并且協(xié)助標(biāo)準(zhǔn)制定部門的工作。培訓(xùn)醫(yī)護(hù)人員,使他們能夠安全有效地使用醫(yī)療設(shè)備。,20世紀(jì)90年代,在國(guó)際醫(yī)學(xué)與生物工程聯(lián)合會(huì)(IFMBE)下設(shè)立美國(guó)臨床工程學(xué)會(huì)(ACCE)和臨床工程部。今天臨床工程師為臨床職員提供了大量的工程技術(shù)服務(wù),是整個(gè)醫(yī)院重要的一部分(圖110)?,F(xiàn)代臨床工程師既掌握醫(yī)院內(nèi)部具有的技術(shù)資源,又了解醫(yī)院外廠家的技術(shù)資源,使醫(yī)院可以有效地利用其資源。,返回,生物醫(yī)學(xué)工程師的職能,生物醫(yī)學(xué)工程師包括三種類型醫(yī)療保健系統(tǒng)的臨床工程師;工業(yè)界的生物醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)工程師;研究型科學(xué)家。第一種類型是最普遍的,也可以稱作問(wèn)題解決者。生物醫(yī)學(xué)工程師必須能夠理解生物方面的問(wèn)題,并且用生命科學(xué)家可以理解的語(yǔ)音描述所設(shè)計(jì)的解決方法,否則,無(wú)法稱之為“生物醫(yī)學(xué)”。,第二種類型比較少見,也稱為“技術(shù)企業(yè)家”(更像工廠的生物醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì)者)。他們認(rèn)為生命科學(xué)家和醫(yī)生的教育與現(xiàn)有的應(yīng)用技術(shù)能力間存在巨大差距,無(wú)法結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)水平來(lái)提出問(wèn)題。因此,科技企業(yè)家發(fā)現(xiàn)在生物和醫(yī)學(xué)的前沿領(lǐng)域技術(shù)可以發(fā)揮很大的作用,自己提出問(wèn)題,并自己解決。最終他們必須證明自己的成果是有用的,并說(shuō)服醫(yī)學(xué)界接納。相對(duì)于問(wèn)題解決者來(lái)說(shuō),技術(shù)企業(yè)家的活動(dòng)帶有冒險(xiǎn)性,沒有現(xiàn)成的用戶。如果冒險(xiǎn)成功,不管是科學(xué)還是商業(yè)上,都會(huì)前進(jìn)一大步。技術(shù)企業(yè)家的工作性質(zhì)決定了他們必須有大量的工程學(xué),醫(yī)學(xué)知識(shí)和醫(yī)療系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。,第三類工程科學(xué)家,主要致力于應(yīng)用工程學(xué)原理和技術(shù)來(lái)研究生物學(xué)過(guò)程。在此過(guò)程中最有力的工具是研究中構(gòu)建的生物系統(tǒng)的物理數(shù)學(xué)模型。通過(guò)模擬技術(shù)和可用的計(jì)算機(jī)器,他們可以用模型理解那些對(duì)于分析計(jì)算和直覺感知復(fù)雜的特性。而且模擬的過(guò)程促進(jìn)了實(shí)際生物系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反過(guò)來(lái)也可以用來(lái)改善模型。因此,在這個(gè)過(guò)程中加深了對(duì)生物機(jī)理的認(rèn)識(shí)理解。,像醫(yī)生和護(hù)士一樣,生物醫(yī)學(xué)工程師的最終職責(zé)為社會(huì)服務(wù),這是一種職業(yè),并不僅僅是熟練的技術(shù)服務(wù)。醫(yī)護(hù)人員和管理者需要充分認(rèn)識(shí)這個(gè)新職業(yè)的重要性及其培訓(xùn)目標(biāo),使他們充分發(fā)揮作用。生物醫(yī)學(xué)工程師具有巨大的潛力、挑戰(zhàn)和前景,給我們帶來(lái)的不僅僅師技術(shù)方面的效益,還有人道主義效益。,生物醫(yī)學(xué)工程師的職能,醫(yī)學(xué)基礎(chǔ),電子技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),信息技術(shù),,,,,生物醫(yī)學(xué)工程師的必備知識(shí),生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)狀況,生物醫(yī)學(xué)工程師是專業(yè)人員,專業(yè)人員的定義就是在普通的集中培訓(xùn)中共享的技術(shù)價(jià)值可以得到人們的認(rèn)同。判斷一個(gè)人是不是專業(yè)人員取決于他是否具備某種內(nèi)在化的專業(yè)價(jià)值。而且基于技術(shù)能力得到相關(guān)的許可證書。他們大多有科學(xué)標(biāo)準(zhǔn),專注其技術(shù)范圍內(nèi)的工作。在工作的時(shí)候,技術(shù)能力充分發(fā)揮,避免情感影響,尊重客觀現(xiàn)實(shí),客戶的利益高于一切。,專業(yè)人員的最后一個(gè)特征是職業(yè)道德。醫(yī)生總是盡量寬容和支持病人,同時(shí)在面對(duì)病人需求和社會(huì)利益時(shí)又在道德上進(jìn)退兩難。例如如何尊敬晚期病人的愿望又不促進(jìn)他的死亡,關(guān)于醫(yī)學(xué)技術(shù)帶來(lái)的倫理道德問(wèn)題的討論將在第二章詳細(xì)討論。以下六點(diǎn)可以判定職業(yè)化地位(1)第一個(gè)培訓(xùn)學(xué)校;(2)第一所大學(xué);(3)第一個(gè)地方專業(yè)協(xié)會(huì);(4)第一個(gè)國(guó)家專業(yè)協(xié)會(huì);(5)第一部國(guó)家許可法律;(6)第一部正式的倫理道德準(zhǔn)則。,生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)狀況,生物醫(yī)學(xué)工程師的職業(yè)模式,生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)(協(xié))會(huì),美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程研究院AIMBE美國(guó)擁有世界上最大的生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)會(huì)團(tuán)體,其相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)有(1)美國(guó)臨床工程學(xué)會(huì),(2)美國(guó)化學(xué)工程師協(xié)會(huì),(3)美國(guó)醫(yī)學(xué)信息學(xué)協(xié)會(huì),(4)美國(guó)農(nóng)業(yè)工程師協(xié)會(huì),(5)美國(guó)人工器官學(xué)會(huì),(6)美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì),(7)醫(yī)療儀器促進(jìn)協(xié)會(huì),(8)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì),(9)IEEE生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì),(10)康復(fù)與輔助技術(shù)發(fā)展交叉學(xué)科聯(lián)合會(huì),(11)生物材料學(xué)會(huì)。這些學(xué)(協(xié))會(huì)把美國(guó)分散的生物醫(yī)學(xué)工程內(nèi)容統(tǒng)一在一起。美國(guó)醫(yī)學(xué)與生物工程學(xué)會(huì)(AIMBE)成立于1992年,促進(jìn)各學(xué)(協(xié))會(huì)的統(tǒng)一,處理公共政策問(wèn)題,為促進(jìn)人類健康和提高生活質(zhì)量不斷開拓新技術(shù)的工程應(yīng)用。,電子電氣工程師學(xué)會(huì)(IEEE)是世界上最大的國(guó)際專業(yè)化機(jī)構(gòu),擁有37個(gè)社團(tuán)和理事會(huì)。IEEE生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)(EMBS)師為8000余位生物醫(yī)學(xué)工程成員服務(wù)的重要國(guó)際組織之一。EMBS的重要研究方向包括物理學(xué)和工程學(xué)的方法在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。學(xué)會(huì)每年資助召開一次重大的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,同時(shí)也在世界各地主辦針對(duì)不同主題的地區(qū)性學(xué)術(shù)會(huì)議。,學(xué)術(shù)刊物有生物醫(yī)學(xué)工程會(huì)刊(月刊);神經(jīng)系統(tǒng)和康復(fù)工程會(huì)刊、生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)會(huì)刊、納米生物學(xué)會(huì)刊(季刊);IEEE醫(yī)學(xué)生物工程雜志(雙月刊)。,生物醫(yī)學(xué)工程協(xié)學(xué)會(huì)(BMES)成立于1968年,為生物醫(yī)學(xué)和工程技術(shù)提供同等的地位。BMES最初的目的是促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)工程知識(shí)和應(yīng)用的提高。每半年一次的正規(guī)會(huì)議安排在春季和秋季,而且一年會(huì)舉辦很多主題會(huì)議促進(jìn)和學(xué)會(huì)(如AIMBE和EMBS)的合作。,作業(yè)教材5、請(qǐng)展望一下,工程學(xué)和生命科學(xué)中的那些方面的進(jìn)展將會(huì)對(duì)臨床醫(yī)療或生物醫(yī)學(xué)研究造成最大的影響7、基于臨床工程師的定義,一個(gè)臨床工程師應(yīng)該有什么特點(diǎn)8、列舉出至少7種臨床工程師的特定工作。9、生物醫(yī)學(xué)工程師分成三類(A)問(wèn)題的解決者;(B)技術(shù)的使用者;(C)工程科學(xué)家。請(qǐng)分別舉例說(shuō)明他們的工作成就。11、列出從事生物醫(yī)學(xué)工程研究必須知道的知識(shí)。在哪些教學(xué)環(huán)節(jié)可以獲得這些知識(shí)怎么樣才能較好地學(xué)習(xí)管理技能13、你認(rèn)為生物醫(yī)學(xué)工程師在未來(lái)的醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)中會(huì)承擔(dān)什么職能,
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簡(jiǎn)介:1,腦卒中的康復(fù)治療,湘雅博愛康復(fù)醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)中心謝仁明主任醫(yī)師XRM73163COM,2,腦卒中的概念,腦卒中在醫(yī)學(xué)上稱急性腦血管病。它包括出血性卒中(腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血)缺血性卒中(腦梗塞、腦栓塞、短暫性腦缺血發(fā)作),3,腦卒中患者的醫(yī)療問(wèn)題,早期診斷急救主要在綜合醫(yī)院神經(jīng)科解決?;謴?fù)期二級(jí)預(yù)防功能康復(fù)這兩個(gè)問(wèn)題主要在康復(fù)??漆t(yī)院解決。,4,腦卒中患者的主要障礙,運(yùn)動(dòng)障礙(偏癱及肌張力、不自主運(yùn)動(dòng)、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)異常及平衡功能)言語(yǔ)語(yǔ)言障礙(失語(yǔ)、構(gòu)音、吞咽)感覺障礙(普通感覺及特殊感覺)失用癥和失認(rèn)癥智力和精神障礙意識(shí)障礙二便障礙,5,卒中會(huì)出現(xiàn)哪些并發(fā)癥,肩手綜合征(發(fā)病后13個(gè)月,發(fā)生率1223)肩痛(早期或發(fā)病后幾個(gè)月,發(fā)生率840)肩關(guān)節(jié)半脫位(發(fā)病后1個(gè)月之內(nèi),發(fā)生率6080)關(guān)節(jié)攣縮骨質(zhì)疏松深靜脈血栓形成直立性低血壓二便障礙,6,卒中患者的運(yùn)動(dòng)障礙肌肉無(wú)力肌肉痙攣異常運(yùn)動(dòng)步態(tài)異常運(yùn)動(dòng)保持困難,7,典型的痙攣模式上肢,8,典型的痙攣模式下肢,9,腦卒中康復(fù),為什么要開展腦卒中康復(fù)腦卒中康復(fù)治療目的腦卒中康復(fù)治療對(duì)象腦卒中康復(fù)治療原則,10,1997年,美國(guó)389萬(wàn)腦卒中生存6個(gè)月中48有偏癱,22不能行走,2453生活完全或部分不能自理,1168有抑郁癥,1218失語(yǔ),腦卒中致殘率高1/3有明顯的殘疾,老年患者居多8090有運(yùn)動(dòng)障礙3654有感覺障礙國(guó)內(nèi)資料80有不同程度殘疾(1996),11,腦卒中康復(fù)治療目的,預(yù)防、早期發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理合并癥及并發(fā)癥預(yù)防復(fù)發(fā)及其它與復(fù)發(fā)有關(guān)的疾病訓(xùn)練最大限度的生活自理促進(jìn)病人和家庭的社會(huì)適應(yīng)性鼓勵(lì)與社區(qū)一體化(INTEGRATION)提高病人的生存質(zhì)量(QUALITYOFLIFE),12,康復(fù)治療的方法包括哪些,現(xiàn)代康復(fù)手法電刺激治療訓(xùn)練指導(dǎo)藥物傳統(tǒng)康復(fù)中醫(yī)中藥(口服、薰蒸、外敷、外洗、浸泡)針灸推拿按摩導(dǎo)引其他,13,腦卒中康復(fù)治療對(duì)象,WHO腦卒中專家論壇(1980)效果理想積極康復(fù)治療病情穩(wěn)定有明顯的功能障礙具備基本的學(xué)習(xí)和掌握技巧的能力效果不理想維持性康復(fù)治療嚴(yán)重認(rèn)知缺陷不能學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)即使給予最大的幫助也不能耐受治療,14,適應(yīng)征,病情穩(wěn)定,即神經(jīng)功能缺損不再惡化,合并癥、并發(fā)癥穩(wěn)定和得到控制;有明顯的持續(xù)性神經(jīng)功能缺損,如運(yùn)動(dòng)功能障礙、自主活動(dòng)障礙、言語(yǔ)交流障礙、大小便控制障礙、認(rèn)知功能障礙或吞咽障礙等;有充分的認(rèn)知功能可以完成學(xué)習(xí)活動(dòng);有充分的交流能力可以和治療師完成交流性活動(dòng);有耐受主動(dòng)性康復(fù)訓(xùn)練的體質(zhì)如支撐坐位可達(dá)一小時(shí)或可從事康復(fù)活動(dòng);預(yù)計(jì)可以達(dá)到康復(fù)治療的目的。,15,禁忌征,病情過(guò)于嚴(yán)重或在進(jìn)行性加重中,如深度昏迷、顱壓過(guò)高、嚴(yán)重的精神障礙、血壓過(guò)高、神經(jīng)病學(xué)癥狀仍在進(jìn)行發(fā)展中等;伴有嚴(yán)重的合并癥,如嚴(yán)重的感染(吸入性肺炎等),糖尿病酮癥、急性心肌梗死等;存在嚴(yán)重的系統(tǒng)性并發(fā)癥,如失代償性心功能不全、心絞痛、急性腎功能不全、活動(dòng)風(fēng)濕,嚴(yán)重的精神病等。,16,中止訓(xùn)練的情況,1、心率在150以上,或比安靜時(shí)增加5以上2、心率在50次/分以下3、收縮壓上升40MMHG或舒張壓在20MMHG以上4、舒張壓下降20MMHG以下5、期外收縮頻發(fā)(每分鐘10次)6、意識(shí)障礙及偏癱加重7、出現(xiàn)眩暈、惡心、頭痛癥狀8、出現(xiàn)呼吸困難及心絞痛,17,腦卒中康復(fù)治療原則,早期開始病情穩(wěn)定急性期開始介入ICU循序漸進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能日常生活活動(dòng)(ADL)生活質(zhì)量強(qiáng)化訓(xùn)練治療處方時(shí)間劑量,,,18,腦卒中康復(fù)治療原則,主動(dòng)參與病人及其家屬各部門協(xié)作臨床科室與康復(fù)科醫(yī)生、治療師、護(hù)士持之以恒急性期發(fā)病1個(gè)月內(nèi)恢復(fù)期發(fā)病后2年內(nèi)后遺癥期2年以后,19,康復(fù)小組成員,心理醫(yī)師康復(fù)治療師(OT)康復(fù)醫(yī)師物理治療師(PT)作業(yè)治療師(ST)言語(yǔ)治療師康復(fù)護(hù)士康復(fù)工程人員及社會(huì)工作者,20,上下樓梯訓(xùn)練平地行走訓(xùn)練ADL訓(xùn)練以IADL為主)站立平衡訓(xùn)練靜態(tài)/動(dòng)態(tài),原地步行)坐起訓(xùn)練(坐位平衡,站起坐下)認(rèn)知功能訓(xùn)練床椅轉(zhuǎn)移訓(xùn)練ADL訓(xùn)練BADL為主)床上坐起及床邊坐位訓(xùn)練靜態(tài)/動(dòng)態(tài))床上運(yùn)動(dòng)良姿位,主動(dòng)/被動(dòng))腦卒中康復(fù)治療程序示意圖注BADL基本日常生活活動(dòng)LIADL復(fù)雜日常生活活動(dòng),,,,,,,,,,,,,,,,21,運(yùn)動(dòng)療法,體位治療肢體功能訓(xùn)練神經(jīng)發(fā)育療法平衡功能訓(xùn)練步行訓(xùn)練,22,翻身訓(xùn)練,向患側(cè)翻身,錯(cuò)誤方式,,23,體位治療(床邊),良姿位POSITIONING抗痙攣位仰臥位上肢伸展位下肢屈曲位側(cè)臥位健側(cè)患側(cè),24,體位治療(床邊),半臥位床頭柜及食物放在患側(cè),25,體位治療從患側(cè)接近患者,26,體位治療坐位,坐在椅子上/輪椅上,27,肢體功能訓(xùn)練,橋式運(yùn)動(dòng)雙橋-單橋肢體活動(dòng)被動(dòng)主動(dòng)-助力主動(dòng),28,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練常用的一些器械康復(fù)機(jī)器人,,29,電動(dòng)跑臺(tái)(可減重訓(xùn)練),30,脊柱訓(xùn)練系統(tǒng),31,等速肌力測(cè)試訓(xùn)練儀,32,作業(yè)治療,改善手功能功能指向性專項(xiàng)訓(xùn)練,33,可升降的整體櫥柜,34,決定腦血管病預(yù)后的因素,35,影響康復(fù)預(yù)后不理想的因素,36,腦血管疾病的恢復(fù)過(guò)程,運(yùn)動(dòng)功能三個(gè)月內(nèi)最快,6個(gè)月內(nèi)都有恢復(fù)。言語(yǔ)、認(rèn)知、家務(wù)及工作技能2年內(nèi)都還有進(jìn)一步的恢復(fù)的可能。約有5的患者會(huì)有持續(xù)性恢復(fù)。故應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期康復(fù)訓(xùn)練。,37,1上肢功能的恢復(fù)若通過(guò)訓(xùn)練三個(gè)月能抬舉,并有一定手功能,以后有可能實(shí)現(xiàn)實(shí)用手或輔助手的功能。如康復(fù)訓(xùn)練三個(gè)月后仍為軟癱,或痙攣較重未出現(xiàn)手功能者,以后可能廢用,不應(yīng)再重點(diǎn)訓(xùn)練。,38,2下肢功能的恢復(fù)一般認(rèn)為,95的患者恢復(fù)到平臺(tái)期的時(shí)間為發(fā)病后411周。90偏癱者能站立。75偏癱者能行走。,39,言語(yǔ)吞咽功能障礙,失語(yǔ)癥、構(gòu)音障礙影響溝通能力吞咽障礙,影響進(jìn)食,易造成誤吸、肺炎,甚至窒息。以上需要康復(fù)醫(yī)師和言語(yǔ)治療師進(jìn)行評(píng)估和專門治療??祻?fù)后果部分失語(yǔ)癥、大部分構(gòu)音障礙通過(guò)康復(fù)治療可重獲功能。一半以上的吞咽障礙患者可通過(guò)康復(fù)治療重獲吞咽功能。,40,認(rèn)知功能障礙,40以上的腦卒中患者具有不同程度、不同類型的認(rèn)知功能障礙。注意力記憶力理解力判斷力定向力自知力認(rèn)知功能的障礙直接影響康復(fù)的配合程度與預(yù)后。部分患者可通過(guò)藥物和康復(fù)訓(xùn)練提高認(rèn)知功能,改善康復(fù)預(yù)后,提高生活自理能力。,41,心理、情緒障礙,否認(rèn)震驚焦慮抑郁甚至違拗、消極接受應(yīng)接受心理評(píng)估,可通過(guò)適當(dāng)?shù)男睦硎鑼?dǎo)、藥物治療得到改善,最終提高康復(fù)訓(xùn)練的配合程度,改善預(yù)后。,42,二便障礙,與腦卒中后損傷的部位有關(guān)與臥床有關(guān)。,43,二便障礙,便秘者適當(dāng)多進(jìn)水、蔬菜、香蕉等。大便失禁者,注意護(hù)理,流質(zhì)飲食中減少脂肪含量,增加纖維素;直腸電刺激。尿失禁應(yīng)進(jìn)行膀胱功能訓(xùn)練、直腸電刺激、針灸、骶神經(jīng)節(jié)電刺激尿潴留少見,應(yīng)及時(shí)導(dǎo)尿。并進(jìn)行排尿訓(xùn)練。,44,腦卒中后常見其他問(wèn)題與并發(fā)癥問(wèn)題,痙攣疼痛(肩關(guān)節(jié)半脫位、肩痛、肩手綜合征)疲勞睡眠障礙以上問(wèn)題均應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的康復(fù)評(píng)定和處理。,45,高壓氧治療,高壓氧治療在半年內(nèi)能改善腦組織缺血半暗帶的供血,對(duì)于改善相應(yīng)的腦功能有效。,46,高壓氧艙,,47,中風(fēng)患者及家屬怎樣配合康復(fù)治療,要充分認(rèn)識(shí)到康復(fù)治療的重要性在康復(fù)醫(yī)生的治療及監(jiān)護(hù)下,盡量早期的進(jìn)行康復(fù)治療,若病情允許,盡快進(jìn)行強(qiáng)化治療(每天46小時(shí)的訓(xùn)練)。要學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)移、搬運(yùn)病人的技巧不能盲目追求“能走”,而是要“走好”。給予患者充分的關(guān)愛,但不能“無(wú)微不至”定期門診,綜合治療,預(yù)防再中風(fēng)。,48,預(yù)防再中風(fēng),低鹽低脂飲食。按時(shí)服藥控制血糖、血脂、血壓。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,改善體質(zhì)。定期門診找醫(yī)生就診。,49,我院腦卒中康復(fù)治療的特色與優(yōu)勢(shì),專業(yè)的康復(fù)團(tuán)隊(duì)康復(fù)醫(yī)師臨床醫(yī)師康復(fù)治療師湘雅醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科教授查房。專業(yè)、齊全的康復(fù)治療設(shè)備一般康復(fù)設(shè)備高壓氧全省唯一的康復(fù)機(jī)器人。專業(yè)的康復(fù)工程團(tuán)隊(duì)與設(shè)備專業(yè)制做及選配各種偏癱康復(fù)支具。,50,系統(tǒng)、綜合的康復(fù)治療安排,治療性康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練;言語(yǔ)吞咽治療;認(rèn)知心理治療;聲、光、電刺激;預(yù)防性康復(fù)防止廢用綜合征;防止感染;防止深靜脈血栓。中西醫(yī)結(jié)合中藥針灸。,51,全國(guó)一流的康復(fù)醫(yī)學(xué)中心向您招手,高壓氧艙,星級(jí)病房,VIP病室會(huì)客中心,53,THANKYOU,
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