論文摘要:生物醫學工程(biomedicalengineering,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。本文選自《醫學分子生物學雜志》。《醫學分子生物學雜志》(JournalofMedicalMolecularBiology)原名為《國外醫學——分子生物學分冊》，2003年更名為《醫學分子生物學雜志》。由教育部主管、華中科技大學主辦，為國內一本報道醫學分子生物學領域的最新研究成果、研究進展及研究方向，并適時兼顧國際間醫學分子生物學領域的最新動態的學術刊物。

　　本文就其目前發展情況進行分析討論。

　　論文關鍵詞:生物工程生物醫學工程發展趨勢,醫學分子生物學雜志

　　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，我國許多高校科研單位均設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leewenhock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(computedtomographyct),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(spiralct或helicaletct)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。可以認為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(artificialorgan)。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。可以說，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。

　　（六）未來醫療將由治療型為主向預防保健型醫療模式轉變。為此，用于社區、家庭、個人醫療保健診療儀器，康復保健裝置，以及微型健康自我監測醫療器械和用品將有廣泛需求和應用。

　　20世紀人類與疾病做斗爭，在醫學診療技術上取得了重大成就；但面向21世紀的巨大挑戰，我們要動員起來，調整政策，制定規劃，改革醫學研究教學的舊模式，發揮現代科學多學科交叉合作的優勢，創建全新的生物醫學，為人民造福。