一、专业简介

生物医学工程是一门交叉学科，其主要特点是运用工程学和应用科学的知识和技术解决生物学和医学领域的科学问题，充分研究生命系统及其行为，以及开发相关的生物医学系统和设备，最终帮助患者得到更好的照料以及提高健康个体的生活质量。

生物工程是涉及医疗、制药、食品、农业、环保、轻工等有关人类衣食住行各个行业的新兴工程领域，是运用生物学、化学和工程学等学科相结合的方法，利用生物体生产人类需要的产品，改造生态系统和环境的应用技术体系。它覆盖基因工程，生物信息学，生物反应器工程，生物分离工程，生物技术制药，农业及海洋生物工程，医用生物工程和生物工程管理。

通常我们习惯将生物工程（ BE ）和生物医学工程（ BME ）混为一谈，事实上从美国大学的院系设置也会看到，二者是相通的，研究方向会有很多重合，只不过院系名称不同而已。

该专业学生毕业后适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作。

二、专业细分方向

美国生物医学工程（生物工程）专业常见分支为医学成像 (Meical Imaging) ，生物信息学 (Bioinformatics) ，生物材料 (Biomaterials) ，生物力学 (Biomechanics) ，神经工程 (Neural Engineering) ，组织 / 细胞工程 (Tissue/Cell Engineering) ，分子工程 (Molecular Engineering) 等方向。

1. 医学成像

随着医学成像技术的兴起，医学图像数据的扩大，医学成像可谓是生物医学工程专业里面闪亮的一颗星，从超声、 MRI 、 CT 到现在最新的光学成像 OCT 、近红外成像等，对医学成像的研究跨越计算机、生物、物理以及化学等领域，可谓是交叉度最高的其中一个方向，医学成像不像其他的小方向，它基本存在所有美国学校生物医学工程专业的研究领域中。在计算机方面，医学成像涉及的有医学图像处理和分析，运用传统或者现在热门的深度学习方法对医学图像进行相关的研究，这个领域其实跟 CS 和 EE 都有联系，老师本身也是 CS 或者 EE 出身的；而在生物和化学方面，主要是与医学成像中的一些材料研究相关，比如造影剂然后也有一些生物实验，去验证这个材料在成像或者比如利用超声进行治疗的应用上的效果；在物理方面，则是成像技术的原理方面的研究，理论与技术相结合。

2. 生物信息学

生物信息学是生物医学工程各大方向中跟 CS 最沾边的方向，它以计算机为工具，对医学数据进行分析处理，这里的医学数据包括图像、疾病发展期、基因信息等，生物信息学的课程设计数据库、算法编程等，研究从疾病的统计预测到图像数据的处理分析等，应用范围广，目前热门的深度学习也是生物信息的一个重要研究工具。很多本科学习生物信息的同学想转到 CS ，但是也不乏学习 CS 的同学想要申请生物信息接触更广的应用。

3. 生物材料

生物材料是制作各种人工器官的物质基础，它必须满足各种器官对材料的各项要求，包括强度、硬度、韧性、耐磨性、挠度及表面特性等各种物理、机械等性能。由于这些人工器官大多数是植入体内的，所以要求具有耐腐蚀性、化学稳定性、无毒性，还要求与机体组织或血液有相容性。这些材料包括金属、非金属及复合材料、高分子材料等；目前轻合金材料的应用较为广泛。发展趋势之一是向越来越小的尺度发展。

4. 生物力学

生物力学运用力学的理论和方法，研究生物组织和器官的力学特性，研究机体力学特征与其功能的关系。生物力学的研究成果对了解人体伤病机理，确定治疗方法有着重大意义，同时可为人工器官和组织的设计提供依据。很多本科是学力学的同学有兴趣申请这样的专业。总的来说，力学相关的生物医学工程方向较多地设计生物和物理知识，偏向基础理论的研究更多一些。

5. 神经工程

神经工程领域是从计算神经科学、实验神经科学、临床的神经病学、电子工程学和活神经组织的信号处理等领域汲取养分，并包含了机器人学、计算机工程学、组织工程学、材料科学和纳米技术等学科中的一些内容。比较热门的研究设计大脑网络构建、脑机接口以及研究神经系统损伤问题等，既涉及临床生物学、医学，也涉及电子、计算机、仪器等，是 21 世纪实际比较前沿的研究领域。

6. 组织 / 细胞工程

是一门新兴学科，研究工程学的原理与技术，研究修复、维护、促进人体组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物。

7. 分子工程

分子工程是根据生物大分子的结构原理并结合物理学、化学的理论，用计算机模拟方法研究生物大分子的结构和动力学性质以及结构与功能之间的关系，解释和预测某些可能发生的实验现象，按照一定规律改造天然分子并设计具有新功能的蛋白质和多肽药物。