生物醫(yī)學(xué)工程醫(yī)學(xué)影像演講人：日期:目錄CATALOGUE基礎(chǔ)概念與學(xué)科架構(gòu)核心技術(shù)原理解析醫(yī)療設(shè)備技術(shù)體系臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用場景技術(shù)瓶頸與發(fā)展趨勢教學(xué)與科研培養(yǎng)體系01基礎(chǔ)概念與學(xué)科架構(gòu)PART醫(yī)學(xué)影像技術(shù)定義與范疇醫(yī)學(xué)影像技術(shù)定義利用物理、化學(xué)、生物等原理和方法，對人體進(jìn)行成像和圖像分析的技術(shù)。01醫(yī)學(xué)影像技術(shù)范疇包括放射醫(yī)學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)、影像醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域。02生物醫(yī)學(xué)工程交叉學(xué)科特性醫(yī)學(xué)影像技術(shù)涉及生物醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、計算機科學(xué)等多個學(xué)科。學(xué)科交叉性醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展需要多個學(xué)科的協(xié)作和融合，如圖像處理、人工智能等?？鐚W(xué)科融合醫(yī)學(xué)影像發(fā)展歷程概述01早期醫(yī)學(xué)影像X射線、CT、MRI等技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用，為醫(yī)學(xué)影像提供了重要的技術(shù)手段。02醫(yī)學(xué)影像技術(shù)快速發(fā)展數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)的應(yīng)用，使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)更加先進(jìn)、便捷和高效。02核心技術(shù)原理解析PART成像物理基礎(chǔ)（X射線/磁共振/超聲）X射線成像利用X射線的穿透性，通過物體不同部位對X射線的吸收差異形成影像。在醫(yī)學(xué)影像中，X射線常用于透視、攝影和CT成像等。磁共振成像（MRI）超聲成像利用原子核在磁場中的共振現(xiàn)象，通過射頻脈沖激發(fā)原子核產(chǎn)生信號，再經(jīng)過空間編碼和圖像重建，得到人體內(nèi)部的解剖結(jié)構(gòu)圖像。MRI具有無輻射、對比度高、軟組織成像效果好等優(yōu)點。利用超聲波在人體內(nèi)的傳播和反射特性，通過接收反射回來的超聲波信號并進(jìn)行處理，得到人體內(nèi)部的圖像。超聲成像具有實時、無創(chuàng)、便攜等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)前檢查、心臟成像等領(lǐng)域。123生物信號采集與處理技術(shù)生物電信號采集生物信號處理技術(shù)生物光學(xué)信號采集通過電極貼片或針電極等方式，采集人體產(chǎn)生的微弱電信號，如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等。這些信號經(jīng)過放大、濾波等處理后，可用于醫(yī)學(xué)診斷和研究。利用光學(xué)儀器檢測人體組織反射、透射或自發(fā)產(chǎn)生的光信號，如血氧飽和度監(jiān)測、熒光成像等。這些技術(shù)具有無創(chuàng)、實時、高靈敏度等優(yōu)點，在臨床醫(yī)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。包括信號去噪、濾波、放大、特征提取等。這些技術(shù)能夠提取出有用的生物信號，抑制干擾信號，提高信號的可靠性和準(zhǔn)確性。影像重建算法將重建出的二維影像序列進(jìn)行三維渲染和可視化，使醫(yī)生能夠更直觀地觀察和分析病變情況。三維可視化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像診斷的重要工具之一。三維可視化技術(shù)人工智能與醫(yī)學(xué)影像利用深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，對醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行自動識別、分類和診斷。這些技術(shù)能夠提高醫(yī)學(xué)影像診斷的準(zhǔn)確性和效率，為醫(yī)生提供更好的輔助診斷工具。根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)方法和計算機算法，重建出人體內(nèi)部的影像。例如，CT成像中的濾波反投影算法、MRI中的傅里葉變換重建算法等。這些算法能夠準(zhǔn)確地重建出人體內(nèi)部的解剖結(jié)構(gòu)和病變情況。影像重建算法與模型構(gòu)建03醫(yī)療設(shè)備技術(shù)體系PARTX射線成像系統(tǒng)組成X射線發(fā)生器探測器圖像處理系統(tǒng)輻射防護(hù)設(shè)備產(chǎn)生X射線的裝置，是X射線成像系統(tǒng)的核心部件，包括高壓發(fā)生器、燈絲加熱器等。用于接收X射線并轉(zhuǎn)換為電信號，包括閃爍晶體、氣體探測器等。對探測器接收到的信號進(jìn)行處理和成像，包括放大、濾波、校正等。用于保護(hù)患者和醫(yī)生免受X射線輻射的損傷，包括鉛制防護(hù)服、防護(hù)眼鏡等。磁場強度梯度磁場MRI設(shè)備的重要技術(shù)參數(shù)之一，決定了成像的清晰度和分辨率。用于實現(xiàn)MRI成像的定位和分層，梯度磁場的強度和穩(wěn)定性對成像質(zhì)量有重要影響。MRI設(shè)備技術(shù)參數(shù)分析射頻發(fā)射與接收系統(tǒng)MRI設(shè)備中的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)射和接收，對成像的靈敏度和信噪比有重要影響。圖像處理算法MRI設(shè)備的核心部分，用于對接收到的信號進(jìn)行處理和成像，直接影響MRI圖像的準(zhǔn)確性和可讀性。超聲診斷設(shè)備的關(guān)鍵部件，直接影響圖像的清晰度和分辨率，未來超聲探頭將向更微小、更敏感、更多功能方向發(fā)展。探頭技術(shù)超聲治療已成為一種有效的無創(chuàng)治療方法，未來超聲治療將更加注重個性化、智能化和多功能化的發(fā)展。超聲治療技術(shù)包括圖像增強、濾波、三維成像等，用于提高超聲圖像的清晰度和診斷準(zhǔn)確性，未來將更加注重人工智能和自動化技術(shù)的應(yīng)用。圖像處理技術(shù)010302超聲診斷設(shè)備創(chuàng)新路徑超聲診斷設(shè)備的性能和成本在很大程度上取決于材料的選擇，新型超聲材料的研發(fā)將為超聲診斷技術(shù)帶來更大的突破和創(chuàng)新。新型超聲材料0404臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用場景PART疾病診斷圖像判讀標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)影像判讀通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備進(jìn)行掃描或成像，獲取疾病影像信息，進(jìn)行判讀和分析，以輔助醫(yī)生做出診斷。01病變部位與性質(zhì)判定利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)確定病變的部位、范圍、形態(tài)、密度等，從而推斷病變的性質(zhì)。02量化評估與診斷標(biāo)準(zhǔn)通過對影像特征的量化分析，制定疾病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，提高診斷的準(zhǔn)確性和客觀性。03治療導(dǎo)航與手術(shù)規(guī)劃應(yīng)用利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，在手術(shù)前對疾病進(jìn)行精確的定位和評估，為手術(shù)提供詳細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)和病變信息。術(shù)前規(guī)劃手術(shù)導(dǎo)航術(shù)后評估通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的實時引導(dǎo)和定位，輔助醫(yī)生在手術(shù)中準(zhǔn)確地找到病變部位，減少手術(shù)損傷和風(fēng)險。利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對手術(shù)后的治療效果進(jìn)行評估，及時發(fā)現(xiàn)并處理并發(fā)癥，提高手術(shù)成功率。影像引導(dǎo)術(shù)中監(jiān)測技術(shù)利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，在手術(shù)過程中實時監(jiān)測患者的生命體征和病變情況，確保手術(shù)的安全性和有效性。實時監(jiān)測通過醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的引導(dǎo)和定位，輔助醫(yī)生在手術(shù)中準(zhǔn)確地操作，避免損傷重要組織和器官。術(shù)中導(dǎo)航利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，在手術(shù)過程中對治療效果進(jìn)行實時評估，及時調(diào)整手術(shù)方案，提高手術(shù)效果。術(shù)中評估05技術(shù)瓶頸與發(fā)展趨勢PART分辨率與偽影技術(shù)局限軟組織成像效果對于軟組織成像，如腦部、肝臟等，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)仍存在一定的局限性，導(dǎo)致圖像清晰度不夠。03影像重建過程中會產(chǎn)生偽影，如運動偽影、金屬偽影等，這些偽影會干擾醫(yī)生對影像的判讀。02偽影干擾影像設(shè)備分辨率限制當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的分辨率仍然有限，導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)不足，難以滿足臨床需求。01患者隱私保護(hù)醫(yī)學(xué)影像涉及患者個人隱私，如何保護(hù)患者隱私成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的重要課題。倫理規(guī)范與隱私保護(hù)倫理規(guī)范醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的快速發(fā)展，給醫(yī)學(xué)倫理學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)，如何合理使用技術(shù)，避免濫用和誤用，是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展的重要問題。數(shù)據(jù)安全與共享醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的共享可以促進(jìn)醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用的進(jìn)步，但如何在保證數(shù)據(jù)安全的前提下實現(xiàn)共享，是亟待解決的問題。深度學(xué)習(xí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像分析領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，能夠提高影像診斷的準(zhǔn)確性和效率。人工智能融合創(chuàng)新方向深度學(xué)習(xí)與醫(yī)學(xué)影像分析醫(yī)學(xué)影像機器人可以輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)操作，減輕醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)，提高手術(shù)成功率。醫(yī)學(xué)影像機器人結(jié)合人工智能技術(shù)，醫(yī)學(xué)影像診斷系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化、智能化診斷，為醫(yī)生提供更加準(zhǔn)確、快速的診斷支持。智能醫(yī)學(xué)影像診斷系統(tǒng)06教學(xué)與科研培養(yǎng)體系PART工程實踐課程設(shè)計原則以實際需求為導(dǎo)向課程設(shè)計應(yīng)緊密圍繞醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域?qū)嶋H需求，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。02040301突出創(chuàng)新思維鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力。理論與實踐相結(jié)合注重理論知識的傳授與實踐操作的訓(xùn)練，使學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)和實踐技能?？鐚W(xué)科融合課程設(shè)計應(yīng)涵蓋生物醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、計算機科學(xué)等多學(xué)科內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科融合的能力。多學(xué)科聯(lián)合培養(yǎng)模式跨學(xué)科課程設(shè)置科研合作雙導(dǎo)師制實習(xí)實訓(xùn)設(shè)置跨學(xué)科課程，使學(xué)生掌握生物醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、計算機科學(xué)等多領(lǐng)域的知識。實行生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域雙導(dǎo)師制，共同指導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)。鼓勵學(xué)生參與跨學(xué)科科研項目，促進(jìn)多學(xué)科之間的交流與合作。安排學(xué)生到醫(yī)學(xué)影像設(shè)備企業(yè)、醫(yī)院等地方實習(xí)，提高學(xué)生的實踐技能和職業(yè)素養(yǎng)。開放實驗平臺建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)實驗設(shè)備先進(jìn)實驗