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生物医学电子工程研究所

    南京大学生物医学电子工程研究所雏形始于1980 年,1995年正式成立,所长为博士生导师宁新宝教授。 现设有医学电子学研究室、医学图像处理研究室、超 声医学电子研究室、生物识别技术研究室,成员20余 人(包括博士后、博士研究生和硕士研究生),其中具 有高级职称的6人,中级职称3人。研究所源于物理 系,发展于电子科学与工程系。经过20多年的努力, 取得了显著成绩,在国内外颇具影响。尤其是高频心 电图研究及其检测分析仪、心电工作站、快速制取人 体组织病理切片超声处理仪、耳穴信息研究、生物反馈技术以及生物医学信息的非线性分析等在同行中享有盛名。

    研究所重视“产学研”结合的应用研究,将研究成果推向市场,转化为医疗诊断、治疗设备,直接为医院临床服务;也重视在国内外有影响的学术期刊上发表高水平论文。
90年代初,推出的“高频心电图检测仪”成果为高科技医疗诊断设备,获得国家专利(专利号:912 06124.3),被南京一家公司采纳,并形成产品,推广应用遍及全国,有很高的临床诊断价值,在全国影响很大,为社会创造的直接和间接经济效益至少有几千万元。目前,国内多家生产的“心电工作站”中都引入了我们原始性创造的“高频心电图”检测分析这一重要技术。为此,1995年该专利技术获得中国专利发明创造优秀奖,1993年该技术获江苏省科技进步二等奖(当年全省仅评出六项二等奖,一等奖空缺)。在近来(20002007),又研制出了具有知识产权的生物反馈技术”(其中有“人体平衡功能检测训练系统”(2006年获江苏省科技进步二等奖)、“自主神经功能仪”、“肛直肠肌生物反馈仪”、便携式表面肌电检测分析与生物反馈训练系统等)、生物医学信号遥测技术(包括采用GSM/GPRSInternet通讯技术实现)和“18导同步心电检测分析仪”等,其中人体平衡功能检测训练系统”(专利号:200510094164.6)、肛直肠肌功能生物反馈仪(200510040034.4(便秘治疗仪)已分别被常州两家公司采纳形成产品,为发展地方经济作贡献;还研究了“生命活动中的非线性现象”的国际前沿基础性课题,首先提出了心脏电活动混沌现象中关联维参数的分布特性,首先研究心电图信号波形的多重分形特性,首先提出研究NAR模型的短时(500个心率值)HRV信号非线性特性、模式熵、基本尺度熵等,以及研究这些非线性特性与人的衰老、心脏疾病之间关联程度的规律等,取得了创新成果,先后在IEEE EBMIEEE TBMEPhysical Review EPhysica AChinese Science BulletinChinese Physics等国内外有影响的学术期刊上发表近30SCI论文。目前还在继续深入的研究。

为了发展生命科学,于20042月,与南京鼓楼医院联合成立了“南京大学心脏外科医学电子工程研究中心,以促进医学进步,提高临床诊断水平。

发展于电子科学与工程系

此外,研究所在指纹识别核心技术、超声外科手术刀、超声切片、医学图像处理、耳穴信息研究以及低功率超声辐射微泡试剂诱导新生血管栓塞治疗肿瘤机理研究等方面均取得了可喜的成绩,在国内外均有较大的影响。
  研究所成立以来,在原有基础上,积极开展科学研究工作,承担纵向(国家863、国家自然科学基金、省自然科学基金等)和横向项目、任务50余项,获省部级奖11项,获得国家专利8项(其中3项为发明专利),申请发明专利5项(已公开)。截止2007年底,已在国内外核心学术刊物上发表论文300余篇,出版著作13部。

生物医学工程

近五十多年来,国际上兴起了一门新兴的边缘学科,它就是生命科学与电子科学技术、信息科学技术、物理学、化学、数学、材料科学、系统工程学等众多学科交叉相结合而形的生物医学工程学(Biomedical Engineering简称BME)。实践证明,生物学、医学一旦与技术工程学相结合,必然出现工程科学向生物学和医学的各个领域全面渗透,从而导致医学发生一场革命性的变革和飞跃式的发展。

生物医学工程学的范围相当广泛,它包括生物医学电子学、生物力学、生物材料 、人工器官和医疗器械等,而其中生物医学电子学是它的基础。

生物医学电子学内容很丰富,如信号检测技术、电子仪器、计算机技术、超声、红外线、激光、微波、电磁波、射线等新技术在生物医学领域里的应用,都属于它的范畴。

我系从事生物医学工程领域的研究和人才培养始于八十年代初,其主要领域为生物医学电子学、生物医学超声、微波医学和生物医学信息检测与处理等,既有基础研究,又有应用基础和技术开发研究。以电子学、物理学和系统控制学为手段,研究生物医学信息的检测处理和分析,探索生命活动的机理、生物医学信息的特征和规律,开发为防病治疗等医学应用服务的设备与系统等。重视产学研结合的应用研究,将研究成果推向市场,转化为医疗诊断、治疗设备,直接为医院临床服务,造福于人类

我系生物医学电子学研究早在1981年就召开了心电磁带录放议”省级鉴定会(源于物理系),并获省重大科技成果奖,该成果被南京一家工厂采纳形成产品推向市场;生物媒质中超声传播与相互作用及超声组织定征方面的研究于1988年荣获世界生物医学超声联合会及美国医用超声学会颁发的《先驱者奖状》(Pioneer Award)。

20多年来在我系应用电子学和声学学科研究的基础上形成了一支从事生物医学工程学科方向的教学科研队伍,有教授6人(其中博导4人),副教授8人,培养了一批从事生物医学电子学和生物医学超声等方向的硕士生和博士生,很注重与国外学者学术交流,获得了丰硕的研究成果。

硕士、博士研究生答辩(1988-2007)
应邀来访的美国波斯顿大学Plamen Ch. Ivanov教授观看人体采集生理信号,评价自主神经功能(2007.10)

先后发表了论文600余篇,出版著作10多部。其中,生物媒质声学非线性参量测试及其成像的研究,发表了一系列研究论文,引起国内外同行的重视;高频心电图、心率变异性研究、生物反馈技术研究和生物医学信号的非线性动力学分析等在国内外享有盛名。通过省级鉴定10多项,获得省部级科技进步奖13项,国家专利12项。“高频心电图检测研究系统”为国内首创、国际先进,获江苏省科技进步二等奖、中国高新技术项目金奖;高频心电图检测分析仪获中国专利发明创造优秀奖、国际发明展览会银奖;“快速制取人体组织病理切片超声处理仪”为国内外首创,获国家教委科技进步二等奖。

    该方向研究承担纵向(国家863、国家自然科学基金、省自然科学基金等)和横向项目、任务60余项。尤其重视“产学研”结合,有多项成果已由企业推向市场,转化为医疗诊断、治疗设备,直接为医院临床服务,为发展地方经济作贡献。近年又有两个成果(“人体平衡功能检测训练系统”(获省科技进步二等奖,专利号:200510094164.6)、“肛直肠肌功能生物反馈仪(200510040034.4)”(便秘治疗仪))被常州地区企业采纳,并进入市场。  主要研究课题:(1)生物医学信息检测与处理;(2)生命活动中非线性现象(混沌与分形等)及其非线性模型的研究;(3)生物功能反馈机理及其临床应用研究(其中包括自主神经功能、脑功能和肛直肠肌功能等);(4)心外(内)膜mapping对心脏外科手术评价系统的研究;(5)基于人工神经网络的生物医学信息的分析及其研究;(6)调强放疗优化与手术导航的研究;(7)脑功能核磁共振信息分析处理及其生理机制的研究;(8)生物识别技术研究(主要研究自动指纹识别系统的核心技术);(9)肿瘤新生血管在超声空化作用下的损伤机理的研究;(10)新型B超原理及其应用的研究等。

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