生物医学工程学论文范文参考 生物医学工程学毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇生物医学工程学论文范文参考：生物医学工程发展史与方法论研究
2. 第二篇生物医学工程学论文样文：骨骼材料与结构的性能仿真及重建模拟研究
3. 第三篇生物医学工程学论文范文模板：基于多刚体逆向运动学原理的人体运动测试技术及运动耦合特性研究
4. 第四篇生物医学工程学论文范例：二战后美国联邦政府对研究型大学科研资助政策研究
5. 第五篇生物医学工程学论文范文格式：我国高校体育工程学科建设研究

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第一篇生物医学工程学论文范文参考：生物医学工程发展史与方法论研究

20世纪初生物学领域机体论与还原论之争,促成了一般系统论的诞生.尽管会遇到各种困难,但这的确是促进科学统一的一次科学革命.科学发展过程中,在承认机械还原论优点的同时,更需要一个比之更完善的方法论指导.系统论思想强调低层次的事物和高层次的事物都需要关注,系统局部的变化会引起其它局部和整体的反应,具体到生命系统而言,就是要既关心化学层次或分子层次上的事物,又关心较高的生命组织层次上的事物.生物医学工程学是促进生命健康的工程学科,无论是学科基础理论的发展,还是工程技术的研发,都需要从整体的角度和动态的角度研究人体系统的变化规律,尤其是针对局部问题的解决方案,需要综合考虑与生命系统整体的切合性.本文根据系统哲学原理对生物医学工程发展史与方法论进行了探讨.主要包括以下四部分内容:一、生物医学工程发展史概述.生物医学工程学的快速发展始于20世纪50年代,“生命”和“工程”是生物医学工程的两个核心要素.这里的生命,包括生命个体的健康和生命群体的延续,而这也一直是其使命之源.工程则包括个体生命的健康问题工程和群体生命的公平公正工程.相伴医学的发展,通过解决生命系统健康问题成就健康的个体生命,通过促进诊断治疗的简便化和低成本化,成就健康的群体生命.本文根据系统哲学的事物发展演化的基本规律重新审视生物医学工程学的概念和特点,并在分析生物医学工程学发展概况的基础上,发现了解决特殊问题和局部问题时遇到的困境,而这些很多已被证实是由于对系统整体涌现产生的新特性和功能认识的缺失所致.二、科学技术发展演化的系统哲学方法论探讨.基于多种视角,人类在审视自己的同时,不断尝试着解读大自然.人们不断发现或创造事物之间的多种*,试图追问自然.而我们在扫描这些解读自然和追问自然的过程、方式、内容和结果时,亦在试着描述系统的物质、能量和信息的交换及其方式,并极力探索其要素、结构和功能的变化.本文试图从事物发展所遵循的系统哲学的差异协同律、层次转化律和整体优化律角度,对科学技术这一复杂系统演化的实质、动力、形式、过程进行探讨.多元性、差异性、相关性、整体性是这个复杂系统的特点,差异是促成这个系统的发展动力,协同则在差异基础上成就了系统的整个发展历程,自组织涌现表达了系统发展演化的形式,层级转化和整体优化则表达了科学技术系统的发展过程.三、人体组织器官的协同优化及自组织行为分析.开放性、多元性、层次性、相关性、动态性、整体性充分表达了人体系统的特点,协同优化和自组织行为是其典型的系统行为.本文对骨骼结构和功能的认识历程进行了简单梳理,并进行了骨的协同优化及其自组织行为分析,提出开放与非平衡是骨力学自组织行为的前提条件,差异信息是骨力学自组织行为的源动力.骨的功能适应性原理充分证实了骨的协同优化及自组织行为.四、生物医学工程发展史研究的方法论探讨.生物医学问题诉求,研究过程的实践介入,研究方法的实证性表达了生物医学工程发展史研究的实证性原则,问题生成的生态环境,交叉学科的整体关照,影响因子的综合考量表达了生物医学工程发展史研究的整体性原则,研究基础的历史性积淀,研究过程的历史性考察,研究体系的历史性结合表达了生物医学工程发展史研究的历史性原则,尊重生命的历史轨迹,聚焦人体系统的历史轨迹,人与外界的作用轨迹表达了生物医学工程发展史研究的生命适切性原则,传统分析方法的不足使其隐匿,系统分析方法以全新的活力面对生命系统,系统分析方法本就是表达系统自组织演化方式的一种方法.本文把人体视为一个复杂的巨系统,研究其运行中会产生诸多只因系统整体的存在而涌现出的新的特性、结构和功能,这些新生事物是系统各部分不能产生的,也是系统各部分简单叠加后不能产生的,只有在各部分因某种需要和某些联系形成“牵一发而动全身”的有机整体方可产生.必须在系统论指导下审视人体生命系统的特性、结构和功能,并运用强调整体和动态的系统方法论,指导生物医学工程研究(这也是生物医学工程学学科本身性质使然),进而回答生命个体或群体的健康问题.

第二篇生物医学工程学论文样文：骨骼材料与结构的性能仿真及重建模拟研究

生物力学是力学与生物学、生理学以及医学等诸多学科相互结合而形成的一门新兴的边缘交叉学科.生物力学以生命体为研究对象,它从生物个体、组织、器官以及细胞和分子等不同层次上研究应力与运动、变形、生长等之间的关系.生物力学研究可以帮助我们更好地了解各种生命现象与所处力学环境之间的关系,从而有效地设计制造各种器械、设备以改善我们的生活质量.由于其研究对象与人们的生活息息相关,生物力学这门学科已经越来越多地受到人们的关注,并且渗透到人们生活中的各个领域.

有限元方法是一种成熟高效的数值计算方法,在现代工程技术中发挥了巨大的作用,在生物力学和医学工程中也有许多成功的应用.自1972年Brekelmans和Rybicki等人首先将有限元法应用于骨科生物力学的研究以来,经过30多年的迅速发展,已经渗透到生物力学、生物医学工程学等研究的各个领域,特别是在骨科生物力学研究中有限元方法显示出了显著的优越性.目前,数值模拟技术已经成为和理论研究、实验研究并列的生物力学研究的重要手段之一,并且形成了计算生物力学这个重要并且非常活跃的生物力学分支学科.

本文运用数值模拟技术对骨骼材料和结构的力学性质及骨重建进行了一些数值模拟研究,全文共分七章.

第一章是绪论,系统地介绍了生物力学研究的发展背景及当前的研究现状,并以骨力学的研究为重点,介绍了人体骨骼的组成、结构及常用力学性质等.另外还用少量篇幅介绍了当前生物力学中的一些前沿领域的最新研究进展,如细胞生物力学、DNA力学、组织工程等,以期对当前的生物力学研究有一个初步的认识.

第二章对目前主要的骨重建理论进行了系统的介绍.首先回顾了骨重建理论的发展历程,阐述了骨重建的微观机理,并对可能引起骨重建的力学激励量进行了归纳总结.最后还介绍了骨重建理论在临床上的一些应用,这些应用主要集中在人工关节(主要是膝关节和髋关节)设计、髋关节表面成形术、种植牙中种植体的设计等方面.

在论文的第三章,首先详细介绍了目前国内外应用比较广泛的两种基本的骨重建理论,并阐述了其各自的优缺点,然后在这两种骨重建理论的基础上,发展了一种新的模拟骨重建的算法,该算法有效克服了上述两种骨重建理论中存在的缺点,最后用文献中的几个算例对本文提出的骨重建算法进行了验证,证明了本文提出的算法的有效性.

第四章应用本文第三章中提出的骨重建算法分别对考虑骨结合和不考虑骨结合两种情况下种植牙周围的骨重建现象进行了数值模拟.首先建立了不考虑骨结合的种植体及周围骨骼组织的有限元模型,对种植体植入后种植牙周围骨骼组织的密度分布情况进行了数值模拟,并对骨重建方程中的两个控制参数对骨密度分布的影响进行了初步的探讨.

事实上,骨结合率是影响种植牙稳定性的一个重要因素,也是衡量种植牙手术成败的重要指标之一.本章还通过建立四种不同的骨结合率(25%、50%、75%、100%骨结合)的种植体模型,模拟了骨结合率对种植牙周围骨组织的密度分布情况的影响并与临床观察进行了比较.模拟结果表明,骨结合率并不是越大越好,当骨结合率为50%时,种植体周围骨组织的密度分布情况与临床观察最为接近.文献报道临床上比较成功的种植牙手术,其骨结合率均在50-70%之间,这也验证了本章的模拟结果.

第五章基于逆向工程技术和医学CT&,MRI图像数据,提出了建立人体复杂骨骼三维有限元模型的一种一般方法,并以人体膝关节为例,对建立模型过程进行了详细的说明.本章首先对目前建立骨骼有限元模型的方法进行了系统的归纳与总结,并比较了各方法的优缺点,还详细介绍了目前国内外在建立膝关节有限元模型方面的一些研究进展；然后将在工程领域中广泛应用的逆向工程技术引入骨骼系统建模中来,结合CT&,MRI等医学图像数据,以人体关节中最为复杂的膝关节为例,详细讲述了利用逆向工程技术建立了人体膝关节的三维有限元模型的过程,该模型包括股骨、胫骨、髌骨、股骨下软骨、胫骨平台软骨、半月板.

在第六章中,利用第五章中的逆向工程建模技术,通过建立特定个体(Subject-Specific)的股骨近端的有限元模型,模拟了股骨头缺血性坏死骨瓣移植前后股骨近端应力的变化情况.骨瓣移植术是治疗中期股骨头缺血性坏死的主要手段之一,但这种手术方法一直缺乏相应的生物力学理论基础.本章试图通过数值模拟骨移植前后股骨受力状态的变化来加深对这一手术的认识.首先基于医学CT图像数据分别建立了正常、坏死及修复的股骨头三维有限元模型；并基于同样的医学图像数据分别对三个有限元模型的材料参数进行设置,即将CT图像数据通过一些方法“转换”为有限元模型的弹性模量.用该方法得到的有限元模型与真实的骨骼结构更为接近,计算结果也更为准确.对三个不同模型的有限元分析结果表明,在切除掉坏死区域后,股骨头所受应力有显著增加,而进行骨移植手术后,股骨头部应力相应地减小.很明显,对坏死的股骨头进行骨瓣移植修复能有效地恢复股骨头部的力学性能,使其受力状态与正常股骨更为接近.本文的数值模拟为股骨头缺血性坏死骨瓣移植手术提供了临床依据,同时为将来进一步的手术方案优化提供了基础.

第七章对人体下肢的平地行走及弯曲过程进行了动力学模拟.首先利用LifeMod软件建立了包括膝关节在内的完整的人体下肢动力学模型,并用该模型对人体平地行走及下肢弯曲过程进行了动力学模拟.得到了在人体平地行走及弯曲过程中胫-股关节的接触力及膝关节四条主要韧带张力的变化情况,并对ACL和PCL韧带缺损对胫-股关节接触力及其它韧带张力的变化情况进行了动力学模拟.

第三篇生物医学工程学论文范文模板：基于多刚体逆向运动学原理的人体运动测试技术及运动耦合特性研究

在国家自然科学基金重点项目“机械仿生耦合设计原理与关键技术(No. 50635030)”的资助下,本文以人体运动作为研究对象,运用逆向运动学原理,通过建立人体多刚体运动生物力学模型,并设计和研制一套红外反光试验标记系统,应用三维光学运动捕捉技术和研发的试验测试方法,实现对人体全身各环节和各关节的运动测试,应用QTM软件和对*AS软件进行二次开发和模块扩展,实现试验数据的处理和计算,对复杂的人体的上肢、下肢和脊柱运动功能的实现进行生物耦合和运动耦合的研究,以描述人体的空间运动行为,揭示人体空间运动的规律.

将机械学的理论方法引入人体运动研究,运用机械学原理和数学的空间坐标变换等方法,建立了人体运动的17环节-16关节的多刚体运动模型,并对运动模型的组成进行物理描述,对模型的求解进行数学描述.

设计并研制了一套基于所建模型参数要求的人体全身运动红外反光试验标记系统,系统包括人体全身17个运动环节的标记子系统和1个静态标定杆系统,每个标记子系统又包括静态解剖学标记点系统和动态技术标记点群系统,各系统之间相互配合,可以完成人体多种运动的试验测试.

搭建三维运动捕捉系统测试平台,辅助自行研制的红外反光试验标记系统和研发的试验标定技术和试验测试方法,对8名健康亚洲成年男性分别进行3种运动速度(慢速、正常速和快速)和2种运动步态(走步和跑步)共6种运动状态(每种运动状态进行10次重复测试)的运动测试试验.

应用QTM软件和*AS软件,对试验数据进行3D重构、纠错、标定、数字滤波和降维等处理,以*AS软件为基础进行二次开发和模块扩展,实现对人体上肢、下肢以及脊柱运动数据的同时计算,得到人体各关节和各环节的运动参数.

通过研究人体的结构、形态、组成等生物学特征,探讨人体的生物耦合行为,通过对试验数据结果统计和绘图等分析,研究人体不同运动状态的运动周期、运动速度和运动时相,以及描述和揭示人体上肢、下肢和脊柱的空间位移和旋转运动的运动耦合特性.

利用本文所建生物力学模型和研制的试验标记系统,同时搭建多设备同步测试平台,进行坐姿操作人机工程学和人体蹲-起生物力学的探索性试验研究,进一步验证所建生物力学模型和研制的试验标记系统在人体局部测试以及其他领域的应用.

本文研究内容可以为工程仿生、人机工程、航空航天、国防军事、生物医学和体育竞技等领域的研究和应用,提供有效的研究方法和技术手段.

第四篇生物医学工程学论文范例：二战后美国联邦政府对研究型大学科研资助政策研究

二战作为美国联邦政府对大学科研资助的分水岭,对于美国研究大学科研而言是非常重要的历史节点.自1897年美国第一所现代研究型大学约翰.霍普金斯大学建立后至1940年,美国大约只有十几所大学才被称之为研究型大学,同时这些学校几乎没有获得任何美国联邦政府的经济资助.而直到二战后,伴随着研究型大学在“曼哈顿工程”中的卓越表现才拉开了联邦政府大规模资助研究型大学科学研究的序幕.

为此,本文试图从历史的角度,以二战以来联邦政府对于研究型大学的科研资助为研究聚焦点,阐述二战以来美国联邦政府对大学科研资助政策演变的轨迹,分析其中围绕联邦大学科研资助政策所展开的博弈,展现大学——联邦政府伙伴关系的演变历程,并期望在对美国政府的大学科学研究政策的结论性思考中,能够为我国高等教育研究资助体系的发展提供反思与启发,以防微杜渐,避免科研资助过程中重走不必要的弯路.

在研究过程中,本研究采用三重螺旋理论、利益集团理论,并依据研究需要,交替运用文献法、历史分析法、因素分析法,探究二战后美国联邦政府的研究型大学科研资助政策.本文由二战后联邦政府资助研究型大学的背景、历程与演变、结论性反思等这三个部分(共六章)构成,旨在探讨美国联邦政府为何参与研究型大学资助,不同历史阶段联邦政府颁布的资助政策,联邦资助政策对研究型大学科研的影响等若干问题.

资助背景研究——第一章：本部分梳理与分析联邦政府参与资助以及持续资助大学科研的背景,为联邦参与大学科研资助提供支持与依据.二战结束后,意识到大学基础研究对于国家竞争力的关键作用,美国联邦政府不断加大对大学的科研资助,成为了大学科研经费的首要来源.1944年,瓦尼尔.布什提出《科学——无尽的前沿》报告,充分论证了大学基础科学研究对国家发展的重要性,为美国建立以大学为核心的科学研究奠定了基础.由此,大学基础研究被视为一切科技的来源(‘科学研究之本’),此后,不论是基于意识形态竞争还是经济竞争力竞争,美国联邦政府都强调与大学建立密切的合作伙伴关系.研究发现,伴研究型大学科研的日益重要性、相关利益集团的“游说”(六大游说联盟)、大学融资困境、全球化与国际化所带来的经济竞争力挑战等因素成为美国联邦政府不断加紧扩大对于研究型大学的科研资助主要因素.

资助历程与演变——第二章至五章：本部分是本文的核心部分,聚焦二战后联邦大学科研资助政策所展开的博弈,展现大学——联邦政府伙伴关系的演变历程.研究发现在漫长的科研资助历程中,美国研究型大学的角色发生转折,从边缘走向社会中心,成为了政府施政优先事项,而与此同时,由于大学与政府在定义科学研究的理念上存在分歧,两者之间时常发生摩擦.基于国家利益及党派更替,不同历史时期,美国联邦政府都制定了不同的大学科研资助政策,而这些科学政策多受政治议程的影响,难以完全依照大学科学自由之研究要义,科研资助出现资助失衡、实用化、科学政治化等刺激学术研究敏感神经的困境.二战后至1957年苏联卫星危机前,联邦政府资助的主要领域集中在工程学领域,而后,为了回应苏联卫星危机,艾森豪威尔签署了《国防教育法》,制定阿波罗工程,将联邦科学资助的重点放在了物理学领域；20世纪末21世纪初,面临严峻的健康问题,美国联邦资助又集中于生物医学领域.里根执政后,面对美国国际竞争地位的威胁,强化了联邦政府大学科研资助的选择性,在其执政之际,更是通过了《贝尔——多赫法案》直接将大学科学研究推向了市场；在21世纪初,布什政府执政时期科研资助集中于“导弹、医药”组合,科学政治化问题激化,联邦政府大学科研资助政策受到质疑；而随着2009年,“科学之友”*党人奥巴马执政后,大学——联邦政府的伙伴关系才慢慢得以恢复,奥巴马当局试图改变布什政府的科学政策,不断将科学研究回归之应有之地.

结论性反思——第六章：本部分的研究,力图客观反思与总结联邦政府科研政策对研究型大学的科学研究的双重影响.透过研究发现,—方面,历经半个多世纪的发展与变化,联邦——大学已经建立起了紧密的合作伙伴关系,联邦政府已经将大学科研纳入了施政要义之中,联邦科研经费成为了大学科研经费的首要来源,为美国大学的科研研究拥有较为稳定的研究驱动力,保证了美国高等教育、乃至美国经济竞争力的竞争性；另一方面,繁荣的联邦科研资助也使得大学科研面临多方面的危机.特别在经济危机的困境时期,联邦政府通常以紧缩财政为由,减少科研资助的幅度,强调了大学科研资助的实用性及目的性,使得大学科研自由受到制约,科研探究精神受到束缚,导致大学仍然面临学术独立性下降、资助经费分配不均、资助领域失衡等困境.

第五篇生物医学工程学论文范文格式：我国高校体育工程学科建设研究

高校体育工程学科建设是国际体育竞争的需要,是体育产业与经济发展的需要,是学科理论及其建设向纵深发展的需要,是高校自身发展及提升学科内涵的需要,也是高校体育学科走出壁垒与困境的需要,所以本研究具有较强的理论意义与实践意义.

通过文献梳理确定研究问题后,首先对体育工程学相关概念进行辨析,厘清学科、学科建设、工程学、体育学、体育工程学等一系列基本概念,并在此基础上推演出体育工程学的学科属性及定位.体育工程学是一门新兴的交叉应用性学科,它能够涵盖体育学与工程学等多门学科的知识,在新学科发展初期,为了进一步促进学科的繁荣,可以打破传统学科归属的限制,先不对其进行明确的学科归属定位.但是,体育工程学科建设要遵循学科建设的一般规律,尤其是新兴学科、交叉学科、应用性学科的发展规律；要以绿色体育、顶天立地作为学科发展理念；要以全面促进人的发展、遵循科学研究规律、满足高层次社会需求为发展逻辑.

对体育工程学科的历史演变进行考察,发现体育工程学发端于日本,并且日本的体育工程研究取得了许多成果.在学科发展初期,由于体育工程学和高校的结合不够充分,反而引起人们对这个学科的研究目的及学科需求产生了质疑,学科建设发展缓慢.国际体育工程学会在英国的成立标志着体育工程学地位的正式确立.英国的谢菲尔德哈勒姆大学、拉夫堡大学等一大批进行体育工程学科建设的高校,有效地利用了国际体育工程学会这个平台,学科建设快速发展,目前已成为国际体育工程学科建设的主要阵地.体育工程学在我国的发展最初是由政府及体育仪器器材协会推动的,体育产业对此也起到了积极的作用,国内高校接纳体育工程学科始自于2005年沈阳工业大学体育装备工程专业的招生.目前体育工程学科建设在国内高校还刚刚起步,但显然有着广阔的发展前景.

基于国内外体育工程学科发展的差异,从横向上对国内外具有代表意义的高校体育工程学科建设案例进行比较分析.国外选取了英国谢菲尔德哈勒姆大学和美国科罗拉多州立大学,国内是目前仅有的三所进行相关本科专业招生的武汉体育学院、沈阳工业大学和聊城大学.国外高校体育工程学科建设的模式与路径、突出应用性的特色以及有效整合学科资源的策略都值得国内高校借鉴.国内高校体育工程学科建设面临良好的机遇,具有一定的优势,但是也存在着学科制度僵化、学科壁垒林立、高校自主权不够及人才培养模式改革滞后等困境.

体育工程学科建设以学科知识体系的架构与优化为基础.在解析体育工程研究领域的基础上,综合国内外高校该学科知识体系的特点,从基础论、方法论、工程应用、技术体系等四个方面对体育工程学科的知识体系进行了架构与优化.体育工程学科建设是一个从知识到组织不断循环提高的过程,影响其发展的三个主要因素是学科知识、学科组织及学科软硬环境.本研究以这三个要素为一级指标,结合我国学科评估的一般准则与体育工程学科的特点,设计出了一个对高校的体育工程学科建设进行可行性评估的指标体系,并利用模糊综合评价与层次分析法进行案例分析.

我国高校体育工程学科建设要以优化学科制度为前提,并要合理运用融政府、产业、高校于一体的三螺旋机制.我国高校体育工程学科建设的具体策略包括：在加强高校优势学科群中建设体育工程学；以学科带头人为中心会聚学科队伍；明确学科发展的目标与内容体系；以项目为突破口构筑学科平台；以专业与人才培养夯实学科基础；大力寻求学科建设合作伙伴并加强国际学术交流,等等.不同类型的高校应在遵循学科建设一般规律的基础上,要结合体育工程学科的性质与发展现状,对该学科建设进行合理定位,取长补短,选择适合本校的体育工程学科发展路径.

该论文有图22幅,表21个,参考文献176篇.

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生物医学工程学引用文献:

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