现代生物医学仪器.docx
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现代生物医学仪器
生命科学与技术学院
国际一流水平研究生课程简介
课程名称:
现代生物医学仪器
课程代码:
170.909
课程类型:
■一级学科基础课□二级学科基础课□其它:
考核方式:
考试
教学方式:
讲授
适用专业:
生物医学工程
适用层次:
■硕士■博士
开课学期:
秋季
总学时:
32学时
学分:
2
先修课程要求:
医学图像处理,医学影像系统原理
课程组教师姓名
职称
专业
年龄
学术方向
丁明跃(负责人)
教授
生物医学工程
51
医学图像处理,超声成像
谢庆国
教授
生物医学工程
38
PET成像
高建民
教授
生物医学工程
35
PET成像
JamesGreenleaf
Professor
Bio-medicalEngineering
67
Medicalultrasoundimaging
AaronFenster
Professor
Bio-medicalEngineering
65
3Dultrasoundimaging
TerryPeters
Professor
Bio-medicalEngineering
66
Image-guidedsurgeryandtherapy
PunamK.Saha
AssociateProfessor
Bio-medicalEngineering
50
Medicalimageprocessing
XiaomingZhang
AssociateProfessor
Bio-medicalEngineering
50
Ultrasoundimaging
GaryC.Sieck
Professor
Bio-medicalEngineering
65
Philology
课程负责教师教育经历及学术成就简介:
丁明跃,男,1961年5月出生,1982年在北京航空航天大学电子工程系遥控遥测专业毕业,获工学学士学位。
1985年毕业于电子科技大学无线电工程系通信与电子系统专业,获工学硕士学位;1988年毕业于华中科技大学电子与信息工程系通信与电子系统专业,获工学博士学位。
1991年9月-1993年7月德国不伦瑞克工业大学机器人研究所博士后,1993年12月起华中科技大学图像识别与人工智能研究所教授,1996年6月起模式识别与智能系统专业博士生导师。
2000年11月起加拿大西安大略大学罗伯兹研究所研究员。
2005年3月回国。
2005年4月起任“图像信息处理与智能控制”教育部重点实验室副主任,2005年6月起华中科技大学特聘教授。
2006年1月-2012年4月任华中科技大学生物医学工程系主任,教授,生物医学工程专业博士生导师。
2012年5月起任华中科技大学生命科学与技术学院院长助理、生物医学工程系常务副主任,教授、博士生导师。
近五年来共承担完成国家自然科学基金,国家973、高技术863,国家支撑计划,教委博士点专项基金等三十余项。
已编辑出版中英著作八部,在国内外权威期刊以及国际会议上发表论文100余篇,其中被SCI收录15篇,EI收录100篇,ISTP收录50篇。
获欧洲专利一项,中国发明专利四项,计算机著作登记权一项,申请美国专利三项,国内发明专利6项。
先后获得德国洪堡基金,加拿大青年创新奖等国内外奖励23项。
是IEEE高级会员,SPIE会员,中国电子学会、中国生物医学工程学会高级会员,《电子学报》《宇航学报》编委,中国医疗器械技术创新联盟专家委员会委员,湖北省生物医学工程学会生物医学仪器专业委员会副主任委员,中国生物医药生物技术协会生物医学信息分会常务委员,中国电子学会生命电子学分会委员,中国机械工程学会再制造分会委员。
课程教学目标:
生物医学仪器是生物医学工程的经典研究内容之一,他为生物医学的研究与应用奠定了良好基础。
因此,如何开发现代生物医学手段对于生物医学工程是重要任务。
本课程教学目的在于通过国内外有重要影响的仪器专家,尤其是成像领域专家的讲授使学生对于目前常用的、先进的生物医学仪器方式有一个深入的了解,从而为今后从事与生物医学研究及临床工作奠定基础。
本课程共32学时,将分为6章,各章节学时分配如下:
第一章现代生物医学仪器概述(共2学时)
§1.1生物医学信号特点
§1.2生物医学测量的特点
§1.3生物医学仪器的基本特性
§1.4生物医学仪器的设计原则和使用要求
第二章超声影像(共6学时)
§2.1高分辨率波束形成
§2.1面阵探头
§2.3基于面阵探头的三维波束形成
§2.4超声造影
第三章核磁共振影像(共6学时)
§3.1核磁共振成像基本原理
§3.2磁共振波谱
§3.3扩散成像
§3.4灌注成像
§3.5压缩感知核磁共振成像
第四章PET影像(共6学时)
§4.1PET成像基本原理
§4.2医用回旋加速器
§4.3正电子放射性药物
§4.4组合型PET——PET/CT和PET/MRI
第五章显微影像(共6学时)
§5.1显微影像分类
§5.2高分辨率光学显微成像
§5.3电子显微镜
§5.4扫描探针显微镜
第六章微流控芯片(共6学时)
§6.1微流控芯片原理
§6.2微流控芯片材料与制作
§6.3微流控芯片的生物应用
§6.4微流控芯片的医学应用
教材:
主要参考书:
1.ThomasL.Szabo,DiagnosticUltrasoundImaging:
InsideOut,
AcademicPress,2004.
2.GopalB.Saha,BasicsofPETimaging,secondedition,Springer,2010.
3.GeoffDougherty,Medicalimageprocessing:
Techniquesandapplications,Springer,2011.
本课程达到国际一流水平研究生课程水平的标志:
1、师资方面:
本课程聚集了国内外在医学成像方面的顶级专家进行现场实地讲授,有助于提高该课程的国际化水平。
主要分为三个不同的团队:
(1)由AaronFenster/TerryPeters教授组成来自加拿大Robarts研究所的团队。
Robarts研究所是世界顶级的医学成像研究机构,而AaronFenster在三维超声领域,TerryPeters教授在手术治疗与导引领域都是久负盛名的世界级顶尖专家;
(2)由JamesGreenleaf/GarySieck/XiaomingZhang来自MayoClinic的团队。
MayoClinic是世界最著名的医学院之一,在全美医学院排名第二,许多学科处于全美第一或第二名。
GarySieck教授是美国生理学会主席、全美生理学系主任协会主席,中国生理学会顾问委员会委员。
Greenleaf教授是世界上医学超声领域最著名的专家之一,而Zhang教授所从事的弹性波成像技术的研究成果也处于世界领先水平;
(3)由高建民教授、PunamSaha教授组成的美国知名大学团队。
高建民教授来自美国芝加哥大学,主要从事PET成像技术研究,特别是在小动物PET成像技术方面的研究处于世界领先水平。
Saha教授来自美国Ohio大学是医学图像处理方面的权威。
2、教学内容方面:
教学内容新、水平高是本课程教学内容方面的主要特点。
在教授们的讲述过程中,不仅总结和介绍了他们多年在该领域的研究成果,同时也会重点介绍目前他们在科研上所进行的主要工作,包括一些尚未发表的重要进展,从而使我们的学生能够先睹为快地接受这种国际大师们直接的知识传授和科研精神的熏陶。
3、教学方式方面:
课程教学以讲座的方式进行,不仅仅局限于传统知识的讲解,更贯穿了最新的学术进展。
同时通过讲座过程中以及讲座后提问等方式,实现了课堂上的良性互动,是学生得到多方面的帮助和提高。
4、教材方面:
计划通过几届课程的讲授逐步在讲稿、讲义的基础上出版英文版教材,从而将该课程建设成为一门优秀的国际化一流水平课程。
5、其它:
由于该课程需要邀请国外专家定期讲学,建议能够有较长时间、稳定的经费支持,以确保建设课程的稳定性。
SyllabusofWorld-classGraduateCoursesin
CollegeofLifeScienceandTechnology
CourseName:
Modernbio-medicalinstrumentation
CourseCode:
170.909
CourseType:
■FundamentalCoursefor1stLevelDisciplines
□FundamentalCoursefor2ndLevelDisciplines
□Others:
Assessment:
Examination
TeachingFormat:
Lecture
ForMajors:
Bio-medicalengineering
Level:
■MSc■PhD
Semester:
Fall
CreditHours:
32
Credit:
2
PrerequisiteCourses:
Medicalimageprocessing,principleofmedicalimagingsystems
Teachers
Title
Major
Age
ResearchInterests
DingMingyue(Chiefinstructor)
professor
Bio-medicalEngineering
51
Medicalimageprocessing,Medicalultrasoundimaging
XieQingguo
professor
Bio-medicalEngineering
38
PETimaging
GaoJianmin
professor
Bio-medicalEngineering
35
PETimaging
JamesGreenleaf
Professor
Bio-medicalEngineering
67
Medicalultrasoundimaging
AaronFenster
Professor
Bio-medicalEngineering
65
3Dultrasoundimaging
TerryPeters
Professor
Bio-medicalEngineering
66
Image-guidedsurgeryandtherapy
PunamK.Saha
AssociateProfessor
Bio-medicalEngineering
50
Medicalimageprocessing
XiaomingZhang
AssociateProfessor
Bio-medicalEngineering
50
Ultrasoundimaging
GaryC.Sieck
Professor
Bio-medicalEngineering
65
Philology
CVoftheCoursePrincipalInstructorDingMingyue:
ProfessorandChairofDepartmentofBio-medicalEngineering,ProfessorandDirectorofComputerVisionLaboratory,InstituteforPatternRecognitionandArtificialIntelligence,GraduateDirectorofInstituteforPatternRecognitionandArtificialIntelligence,Sept.91-Jul.93:
ResearchFellow,InstituteforRoboticsandComputerControlTechnicalUniversityofBraunschweig,Braunschweig,Germany.Dec.96-Feb.97,Jun.99-Aug.99:
VisitingProfessor,TechnicalUniversityofBraunschweig,Braunschweig,Germany.Apr.2000-Jul.2000:
ResearchFellow,DepartmentofManufacturingEngineeringandEngineeringManagement,CityUniv.ofHongKong,HongKong.Nov.1,2000-March2005:
ResearchAssociate,ImagingResearchLaboratories,RobartsResearchInstitute,London,Ontario,Canada.Duringthistime,hehasheld10classhoursacademicseminarfortheRobartsResearchInstitute,inadditiontolecturinga26classhoursof“ModernMedicalImageAnalysis”course(coursecode:
BME519)inFall2004fortheUniversityofWesternOntarioinCanada.Eversince1985,hehasbeenactivelyinvolvedwithimageanalysisandprocessingaswellasteaching.SincehisreturntoChinain2005,hehasfurtherspecializedintomedicalimageprocessingresearchandteaching,andistheco-applicantofnationalnaturalsciencefoundation,National973,High-tech863,NationalSupportProgram,andotherthirtyfoundations.HehasalreadyeditedeightChineseandEnglishpublictaions.Publishinginnationalandinternationalconferencesoveronehundredstimes,ofthese,15hasbeenindexedbySCI,over100byEIandover50byISTP.HehasalsoreceivedoneEuropeanpatent,sixChinesepatents,threependingAmericanpatents.HehasreceivednumerousdistincitionssuchasformGermanDAADfoundation,CanadianYoungInvestigatorAwardtotaling23distinctions.HeisalsoanIEEESeniorMember,SPIEmember,ChineseElectronicAssociation,ChineseBioengineeringSeniorMemebr,EditorofElectronicJournal,EditorofAerospaceJournal,ChineseMedicalInstrumentTechnologyInnovationAllianceExpertCommitteeMember,HubeiProvincialBiomedicalEngineeringMedicalIntrumentCommitteeMember
CourseObjectives:
Bio-medicalinstructionistheclassicareainbio-medicalengineering,fundingthesolidbasisforresearchandapplications.Thus,howtodevelopmodernbio-medicalinstrumentationisoneofthemostimportanttasksinbio-medicalengineering.Thepurposeofthiscourseisthroughthelecturingfromtheexpertisebothfromnationalandinternational,especiallythebio-medicalimagingexpertise,maketheaudiencehaveagoodunderstandtothemostoftenusedbio-medicalinstrumentationandlayasolidbasisforthestudentswhowillcontinuetoworkinbio-medicalresearchesandclinicapplications.
CourseOutline:
Thecourseiscomposedof32hoursseminarswith6chapters.Thechaptersandsectionsasfollows:
Chapter1IntroductiontoModernBiomedicalInstruments(2classhours)
§1.1TheCharacteristicsofBiomedicalSignals
§1.2TheCharacteristicsofBiomedicalMeasurement
§1.3TheFeaturesofBiomedicalInstruments
§1.4ThedesignPrinciplesandOperationRequirementsofBiomedicalInstruments
Chapter2UltrasoundImaging(6classhours)
§2.1HighResolutionBeamforming
§2.2ArrayProbe
§2.3ArrayProbebased3DBeamforming
§2.4Contrast-enhancedUltrasonography
Chapter3MRI(6classhours)
§3.1ThePrinciplesofMRI
§3.2MagneticResonanceSpectroscopy
§3.3DiffusionWeightedImaging
§3.4PerfusionWeightedImaging
§3.5CompressedSensingMRI
Chapter4PET(6classhours)
§4.1ThePrinciplesofPET
§4.2MedicalCyclotron
§4.3PositronRadiopharmaceuticals
§4.4PET/CTandPET/MRI
Chapter5Microscope(6classhours)
§5.1TheCategoriesofMicroscope
§5.2HighResolutionOpticMicroscope
§5.3ElectronMicroscope
§5.4ScanningScopeMicroscope
Chapter6MicrofluidicChips(6classhours)
§6.1ThePrinciplesofMicrofluidicChips
§6.2TheMaterialsandDesigningMethodofMicrofluidicChips
§6.3TheBiologyApplicationofMicrofluidicChips
§6.4TheMedicalApplicationofMicrofluidicChips
Textbook:
Notextbook,usingpapersandlecturenotes
References:
1.ThomasL.Szabo,DiagnosticUltrasoundImaging:
InsideOut,
AcademicPress,2004.
2.GopalB.Saha,BasicsofPETimaging,secondedition,Springer,2010.
3.GeoffDougherty,Medicalimageprocessing:
Techniquesandapplications,Springer,2011.
FeaturesasaWorld-classGraduateCourse:
1.Teacher'sQualifications:
本课程聚集了国内外在医学成像方面的顶级专家进行现场实地讲授,有助于提高该课程的国际化水平。
主要分为三个不同的团队:
(1)由AaronFenster/TerryPeters教授组成来自加拿大Robarts研究所的团队。
Robarts研究所是世界顶级的医学成像研究机构,而AaronFenster在三维超声领域,TerryPeters教授在手术治疗与导引领域都是久负盛名的世界级顶尖专家;
(2)由JamesGreenleaf/GarySieck/XiaomingZhang来自MayoClinic的团队。
MayoClinic是世界最著名的医学院之一,在全美医学院排名第二,许多学科处于全美第一或第二名。
GarySieck教授是美国生理学会主席、全美生理学系主任协会主席,中国生理学会顾问委员会委员。
Greenleaf教授是世界上医学超声领域最著名的专家之一,而Zhang教授所从事的弹性波成像技术的研究成果也处于世界领先水平;
(3)由高建民教授、PunamSaha教授组成的美国知名大学团队。
高建民教授来自美
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 现代 生物医学 仪器