Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Bài giảng môn học CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH Fundamentals of Biomedical Engineering Giảng viên phụ trách: TS Huỳnh Quang Linh Thời lượng: 45 tiết (2 TC 2-1-4) • Tóm tắt nội dung mơn học • Tài liệu tham khảo • Đề cương mơn học • Đề tài seminar • Nội dung giảng Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Tóm tắt nội dung mơn học Mơn học cung cấp cho sinh viên giới thiêu mang tính khái quát ngành kỹ thuật vật lý y sinh, vai trò lĩnh vực hoạt động người kỹ sư vật lý y sinh Tổng quan lướt qua lĩnh vực ngành: học sinh học, vật liệu sinh học, thiết bị y sinh, công nghệ phục hồi chức năng, cảm biến sinh học, công nghệ sinh học cơng nghệ mơ…, giới thiệu vấn đề lĩnh vực nhắm cung cấp cho học viên nhìn chung để học tập cách hiệu sâu vào môn chuyên ngành riêng biệt Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Tài liệu tham khảo Tài liệu chính: John Enderle J., Blanchard S., Bronzino J.: Introduction to Biomedical Engineering, Academic Press, Inc., San Diego, California, 2000 Tài liệu tham khảo thêm (làm seminars): [1] Joseph D Bronzino et al.: Biomedical engineering fundamentals, CRC Press, 2006 [2] Yadin David et al : Clinical engineering , CRC Press, 2006 [3] Joseph D Bronzino et al.: Medical devices and systems, CRC Press, 2006 Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Đề cương môn học Đề cương môn học xây dựng theo mục lục nội dung tài liệu Introduction to Biomedical Engineering (2000) J.Enderle Tuy nhiên nội dung lĩnh vực kỹ thuật y sinh rộng, thời lượng cho phép giảng lớp chọn số chương mang tính nhập mơn, số chương liên quan đến lĩnh vực mà SV khơng có mơn chun ngành tìm hiểu sâu Những chương học sâu giới thiệu lướt qua; số chủ đề có tính thời đưa vào danh sách đề tài seminars mà SV chọn thực theo dạng tiểu luận Trên sở đó, giảng PowerPoint trình bày chi tiết chương chọn giảng lớp Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Đề cương môn học Chương mục Ghi Tổng quan Kỹ thuật Y sinh Bài giảng Cơ sở giải phẩu học sinh lý học Bài giảng Cơ sở điện sinh học Bài giảng Cảm biến y sinh học Bài giảng Thiết bị y sinh học Có mơn chun ngành Xử lý tín hiệu sinh học Có mơn chun ngành Vật liệu sinh học Bài giảng Mơ q trình sinh học Seminar Phân tích hệ thống ngăn Seminar 10 Cơ sở sinh học Bài giảng 11 Các chế học tim mạch Có mơn chun ngành 12 Thiết bị chẩn đốn hình ành y sinh Có mơn chun ngành 13 Công nghệ sinh học Seminar 14 Công nghệ mô Bài giảng 15 Công nghệ hỗ trợ phục hồi chức Seminar 17 Kỹ thuật hỗ trợ lâm sàng an toàn điện Seminar 18 Các vấn đề đạo đức ngh ề nghi ệp Seminar Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Đề tài seminars Yêu cầu: - Phân công đọc tìm hiểu nội dung vấn đề, họp nhóm để tổng hợp nội dung chính, trình bày Powerpoint HTML nội dung (kèm với hình ảnh minh họa) để trình bày lớp - Khuyến khích tìm thêm tài liệu Internet để minh hoạ Tài liệu tham khảo thêm (làm seminars): [1] Joseph D Bronzino et al.: Biomedical engineering fundamentals, CRC Press, 2006 [2] Yadin David et al : Clinical engineering , CRC Press, 2006 [3] Joseph D Bronzino et al.: Medical devices and systems, CRC Press, 2006 Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Danh sách đề tài seminars Tài liệu Số trang Số thành viên nhóm Compartmental Models of Physiologic Systems [1] Ch.9 14 Cardiovascular Models and Control [1] Ch.10 19 Respiratory Models and Control [1] Ch.11 19 Neural Networks for Physiological Control [1] Ch.12 10 The Fast Eye Movement Control System [1] Ch.16 21 Membrane models - Action potential [1] Ch.22 24 Biomedical Signals: Origin and Dynamic Characteristics; Frequency-Domain Analysis [3] Ch.1 24 Digital Biomedical Signal Acquisition and Processing [3] Ch.2 25 History and Overview of Neural Engineering [1] Ch.29 25 Rehabilitation Engineering, Science, and Technology [1] Ch.67 11 Joint Lubrication [1] Ch.50 25 Nội dung chủ đề Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Danh sách đề tài seminars Tài liệu Số trang Số thành viên nhóm Mechanics of Blood Vessels [1] Ch.57 13 Clinical Engineering: Evolution of a Discipline [2] Ch.1 10 Management and Assessment of Medical Technology [2] Ch.2 10 Risk Factors, Safety, and Management of Medical Equipment [2] Ch.3 15 A Standards Primer for Clinical Engineers [2] Ch.6 12 Applications of Virtual Instruments in Health Care Virtual Instrumentation: Applications in Biomedical Engineering [2] Ch.8 [2] Ch.32 10 +9 Medical Instruments and Devices Used in the Home [2] Ch.31 Hospital Information Systems: Their Function and State [3] Ch.40 19 [3] Ch.82-83 19 Nội dung chủ đề Beneficence, Nonmaleficence, and Medical Technology - Beneficence, Nonmaleficence, and Medical Technology Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Chương TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT Y SINH Mục tiêu: • Định nghĩa Kỹ thuật Y sinh • Giới thiệu kỹ sư sinh học kỹ sư y sinh • Sơ lược lịch sử phát triển ngành Kỹ thuật y sinh • Một số định nghĩa, khái niệm ban đầu Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kỹ thuật Y sinh gì? • Kỹ thuật Y sinh (Biomedical Engineering) lĩnh vực công nghệ liên ngành ứng dụng nguyên lý phương pháp kỹ thuật (vật lý, khí, điện tử, hóa học, cơng nghệ thơng tin) lĩnh vực y sinh học, đặc biệt y khoa Trong xu hướng phát triển nay, lĩnh vực khơng cịn hiểu theo nghĩa hẹp có thiết bị phục vụ chẩn đoán điều trị, mà bao gồm lĩnh vực vật liệu sinh học, trí tuệ nhân tạo ứng dụng y sinh, quy trình kỹ thuật hỗ trợ chẩn đốn điều trị … • Với tác động phát triển điện tử, công nghệ vật liệu công nghệ thông tin thập kỷ cuối kỷ 20, ngành Vật lý kỹ thuật Y sinh đạt thành tựu rực rỡ giới Đó tảng cho phát triển hệ thống đào tạo nghiên cứu chuyên ngành hầu có trình độ khoa học cơng nghệ tiên tiến, đặc biệt Mỹ, Canada, Nhật, Đức, • Ở Việt nam, đôi với việc kinh tế phát triển mức sống người dân nâng cao, hệ thống y tế ngày đại hóa Chính điều xác định cần thiết phải đào tạo kịp thời lớp kỹ sư Vật lý kỹ thuật Y sinh để hỗ trợ đội ngũ cán y tế nhằm chủ động thực triệt để đại hóa ngành y tế nói chung Chương 1: Giới thiệu kỹ thuật y sinh Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Gia công vật liệu cho công nghệ mô n Polymer foams and fibers Chương 13: Công nghệ mô (phần 1) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Gia công vật liệu cho công nghệ mô n Polymer foams and fibers Chương 13: Công nghệ mô (phần 1) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Gia công vật liệu cho công nghệ mô n Gia công polymer 3-D Chương 13: Công nghệ mô (phần 1) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Gia công vật liệu cho công nghệ mô n Sự thay đổi hoá học/sinh phân tử Chương 13: Công nghệ mô (phần 1) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Chương 13 Công nghệ mô (Phần 2) Mục tiêu: n Mô tả công nghệ mô ứng dụng hệ thống thần kinh ngoại biên n Mô tả tiêu chuẩn vàng thời cho việc hồi phục thần kinh n Định nghĩa kênh dẫn truyền thần kinh chức then chốt n Mơ tả bước việc phục hồi qua kênh dẫn truyền thần kinh n Mô tả vài kỹ thuật sử dụng để đánh giá việc phục hồi thần kinh Nội dung chính: • Tổ chức thần kinh ngoại biên • Tiêu chuẩn vàng thời cho việc hồi phục thần kinh • Các kênh dẫn truyền thần kinh Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Tổ chức thần kinh ngoại biên Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 TEM (phép chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua) sợi trục (thần kinh) bó Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Tiêu chuẩn vàng thời cho việc hồi phục thần kinh n Tổn thương (khuyết điểm) do: • Chấn thương • Bứu (như hình bên) • Tổn thương thứ cấp phẫu thuật •… Chương 13: Cơng nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Tiêu chuẩn vàng ghép tự thân (autograft) Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các kênh dẫn truyền thần kinh Các chức then chốt kênh dẫn truyền thần kinh • Physical guidance • Ngăn chặc mơ sẹo phiền tối • Carrier of stimulating molecules (các yếu tố phá triển, kích thích điện,… ) Chương 13: Cơng nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Sự phục hồi thần kinh kênh dẫn truyền thần kinh Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Phân tích phục hồi n n Các thông số sau thay đổi đột ngột nghiên cứu khác • Mơ hình phục hồi (động vật) • Thời gian phân tích (2-16 tuần) • Các phương pháp assessing regeneration Kết quả, mâu thuẩn gia tăng ta cố gắng so sánh thành công phục hồi phương pháp tiếp cận khác Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Một mơ hình phẫu thuật phổ biến Chương 13: Cơng nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Đánh giá việc phục hồi n Mô học (trung tâm sợi thần kinh phục hồi) Các kết nhanh chóng, dễ định lượng, phải hy sinh vật cho việc phân tích, khơng cho biết phân bố lại dây thần kinh bắp việc phục hồi chức Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 n n n Sự đánh dấu nghịch hành Các bắp nhuộm trình axonal mà leading back to nerve cell body truy dấu vận chuyển nghịch hành chất màu, cung cấp thông tin việc phân bố lại dây thần kinh Điện sinh lý học Đo phát sinh khả hoạt động phức hợp bắp sau việc kích thích thần kinh, thực động vật sống, cung cấp thông tin việc phân bố lại dây thần kinh Các kiểm tra chức (walking track analysis) Mang tính chủ quan, cho thơng tin phục hồi chức Chương 13: Công nghệ mô (phần 2) ... quan Kỹ thuật Y sinh Bài giảng Cơ sở giải phẩu học sinh lý học Bài giảng Cơ sở điện sinh học Bài giảng Cảm biến y sinh học Bài giảng Thiết bị y sinh học Có mơn chun ngành Xử lý tín hiệu sinh học. .. biệt (Y sinh học, sinh học, điện sinh học, …) Chương 1: Giới thiệu kỹ thuật y sinh Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kỹ sư y sinh Y học. .. thiệu kỹ thuật y sinh Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kỹ sư sinh học Các ngành khoa học đời sống, y học, thú y Kỹ sư sinh học Những