¿Quién puede ayudarme a escribir una reseña bibliográfica en el campo de la ingeniería biomédica?
La ingeniería biomédica surgió en los años 50 y tiene una relación muy estrecha con la ingeniería médica y la biotecnología. Se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en uno de los principales campos de competencia entre países de todo el mundo.
La ingeniería biomédica, al igual que otras disciplinas, está determinada por factores científicos, tecnológicos, sociales y económicos. Este término apareció por primera vez en los Estados Unidos. En 1958, se estableció en Estados Unidos la Federación Internacional de Electrónica Médica. En 1965, la organización cambió su nombre por el de Federación Internacional de Ingeniería Médica y Biológica, que más tarde se convirtió en la Sociedad Internacional de Ingeniería Biomédica.
La ingeniería biomédica no sólo tiene buenos beneficios sociales, sino también buenos beneficios económicos, y tiene perspectivas muy amplias. Es una de las altas tecnologías por las que los países compiten actualmente para desarrollar. Tomando como ejemplo 1984, el tamaño del mercado de sistemas e ingeniería biomédica de Estados Unidos era de aproximadamente 1.100 millones de dólares. La Academia Nacional de Ciencias estima que para el año 2000 se espera que el valor de su producción alcance entre 400 y 6.543.800 millones de dólares EE.UU.
La ingeniería biomédica se basa en el desarrollo de la electrónica, la microelectrónica, la tecnología informática moderna, la química, la química de polímeros, la mecánica, la física moderna, la óptica, la tecnología de radiación, la maquinaria de precisión y la alta tecnología moderna. combinación con medicina. Su proceso de desarrollo está estrechamente relacionado con el desarrollo de la alta tecnología en el mundo y adopta casi todos los logros de la alta tecnología, como la tecnología aeroespacial, la tecnología microelectrónica, etc.
Contenidos de ingeniería biomédica
La biomecánica es el uso de teorías y métodos mecánicos para estudiar las propiedades mecánicas de los tejidos y órganos biológicos y la relación entre las propiedades mecánicas y sus funciones. Los resultados de la investigación en biomecánica son de gran importancia para comprender el mecanismo de las lesiones humanas y determinar los métodos de tratamiento, y también pueden servir de base para el diseño de órganos y tejidos artificiales.
La biomecánica incluye la biorreología (reología sanguínea, mecánica de tejidos blandos y mecánica ósea), dinámica del sistema circulatorio y dinámica del sistema respiratorio. Actualmente, la biomecánica está avanzando rápidamente en la mecánica ósea.
La cibernética biológica es el estudio de los mecanismos de diversos fenómenos reguladores en los organismos, para luego controlar los fenómenos fisiológicos y patológicos de los organismos para lograr el propósito de prevenir y tratar enfermedades. Su método consiste en utilizar un enfoque integral para estudiar cuantitativamente el proceso dinámico de un determinado nivel estructural del organismo desde una perspectiva general.
Los efectos biológicos son el estudio de los daños y efectos que diversos factores del diagnóstico y tratamiento médico pueden tener en el organismo. Estudia la propagación y distribución de la luz, el sonido, la radiación electromagnética y la radiación nuclear en el cuerpo, así como sus efectos y mecanismos biológicos.
Los materiales biológicos son la base material para fabricar diversos órganos artificiales. Deben cumplir con los requisitos materiales de diversos órganos, incluidas propiedades físicas y mecánicas como resistencia, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, deflexión y propiedades superficiales. . Debido a que la mayoría de estos órganos artificiales se implantan en el cuerpo, se requiere que sean resistentes a la corrosión, químicamente estables, no tóxicos y compatibles con los tejidos corporales o la sangre. Estos materiales incluyen metales, no metales, materiales compuestos, materiales poliméricos, etc. Actualmente, los materiales de aleaciones ligeras se utilizan ampliamente.
La imagen médica es uno de los principales medios de diagnóstico clínico de enfermedades, y también es un tema clave de desarrollo e investigación científica en varios países del mundo. Los equipos de imágenes médicas utilizan principalmente rayos X, ultrasonido, vibración magnética de radionúclidos, etc. para obtener imágenes.
Los equipos de imágenes de rayos X incluyen principalmente unidades de rayos X a gran escala, equipos de sustracción digital de rayos X (DSA) y equipos de tomografía computarizada de rayos X (CT). Los equipos de imágenes por ultrasonido incluyen exámenes de ultrasonido B, exámenes Doppler con ultrasonido en color y otros equipos; los equipos de imágenes con radionúclidos incluyen principalmente cámaras gamma, dispositivos de tomografía computarizada por emisión de fotón único y dispositivos de tomografía computarizada por emisión de positrones. El equipo de imágenes magnéticas cuenta con un dispositivo de tomografía por vibración; además, existen tecnologías de imágenes infrarrojas y de imágenes de impedancia emergentes;
Los instrumentos electrónicos médicos son el equipo principal para recolectar, analizar y procesar señales fisiológicas humanas, como ECG, EEG, EMG y monitores multiparamétricos, etc., y se están desarrollando en la dirección de la miniaturización y la inteligencia. . Los instrumentos de pruebas bioquímicas que comprenden los procesos bioquímicos a través de los fluidos corporales se han miniaturizado y automatizado gradualmente.
El desarrollo de los equipos terapéuticos está ligeramente menos avanzado que el de los equipos de diagnóstico.
Actualmente se utilizan principalmente rayos X, rayos γ, radionúclidos, ultrasonidos, microondas, infrarrojos y otros instrumentos. Los de gran tamaño como aceleradores lineales, máquinas de tratamiento profundo con rayos X, litotriptores extracorpóreos, ventiladores artificiales, etc. , pequeños como litotricia intracavitaria con láser, instrumento de acupuntura láser y estimulador eléctrico, etc.
El equipamiento convencional en el quirófano ha evolucionado desde simples instrumentos quirúrgicos hasta diversos equipos de tratamiento de emergencia, como bisturíes electroquirúrgicos de alta frecuencia, bisturís láser, máquinas de anestesia respiratoria, monitores, televisores de rayos X y desfibriladores. .
Para mejorar el efecto del tratamiento, en la tecnología médica moderna, muchos sistemas de tratamiento también tienen instrumentos de diagnóstico o dispositivos de tratamiento con funciones de diagnóstico. Por ejemplo, un desfibrilador tiene un monitor de electrocardiograma para diagnosticar la función cardíaca y guiar la selección de parámetros de tratamiento, la litotricia extracorpórea está equipada con equipos de rayos X y ultrasonido para su posicionamiento, y un marcapasos artificial implantado en el cuerpo humano tiene un sensor eléctrico. función para realizar la terapia de estimulación adaptativa.
La radiología intervencionista es el campo de la radiología de más rápido crecimiento, el uso de equipos de diagnóstico por rayos X o ultrasonido y endoscopios para diagnóstico, orientación y posicionamiento durante los procedimientos intervencionistas. Resuelve muchos problemas de diagnóstico y tratamiento y trata enfermedades con menos daño.
Una de las altas tecnologías por las que los países compiten actualmente para desarrollar es la tecnología de imágenes médicas, que incluye principalmente procesamiento de imágenes, imágenes de impedancia, imágenes por resonancia magnética, tecnología de imágenes tridimensionales, archivos de imágenes y sistemas de comunicación. Entre las tecnologías de imágenes, la imagen biomagnética es una disciplina emergente que genera imágenes de las corrientes en los tejidos humanos midiendo el campo magnético del cuerpo humano.
Actualmente existen dos vertientes de la imagen biomagnética. Es decir, la magnetocardiografía (se puede utilizar para observar la actividad eléctrica de las fibras miocárdicas, que bien puede reflejar arritmia e isquemia miocárdica) y magnetoencefalografía (se puede utilizar para diagnosticar la invasión cerebral de la epilepsia, la enfermedad de Alzheimer y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, áreas del cerebro dañadas también puede localizarse y cuantificarse).
Otra tecnología de alta tecnología por la que países de todo el mundo están compitiendo para desarrollar es la tecnología de procesamiento y análisis de señales, que incluye el procesamiento y análisis de señales y gráficos como ECG, EEG, nistagmo, lenguaje, sonidos cardíacos. y respiración.
También en el campo de la alta tecnología se investigan redes neuronales, lo que ha provocado un auge de investigación por parte de científicos de todo el mundo. Se considera un tema de nueva frontera que puede provocar grandes avances. Estudia el mecanismo de pensamiento del cerebro humano y aplica sus resultados al desarrollo de tecnología informática inteligente. Utilizar principios inteligentes para resolver diversos problemas prácticos es el propósito de la investigación de redes neuronales, y se han logrado resultados gratificantes en este campo.