中医工程学

 《中医工程学》教学大纲

课程编号：03.048.0.1
课程名称：中医工程学
Traditional Chinese Medicine Engineering
开课（二级）学院：中药学院
课程性质：限选基础课/限选专业课
学分：2.5学分
学时：本课程总学时为36学时。
前期课程：无要求
授课对象：中医学专业（基础医学方向七年制、临床方向七年制、针灸推拿英语班七年制、医药结合方向七年制）
考核方式：期末考试占总成绩的80％，平时成绩占总成绩的20％，平时成绩通过出勤率进行评定。

课程基本要求（或课程简介）：
中医工程学是上世纪后期形成的一门新兴学科，它以显著的工程学特点和先进的现代科学技术优势从事祖国医学的研究。它的产生和发展，对于中医学的振兴、开拓和发扬光大将起到关键作用。
Traditional Chinese Medicine Engineering, a new subject established at the end of last century, studies Traditional Chinese Medicine with engineering and scientific technology. It plays a key role in the promotion, development and enhancement of Traditional Chinese Medicine.

大纲内容：
一、前言
【课程目的】
通过《中医工程学》课程的教学，其任务是使学生学习将祖国医药学的独特概念、方法体系与现代科学工程技术的原理有机结合起来的理论和方法，从而进行人体系统状态变化规律的研究并通过各种可能的和适宜的装置控制这些变化；使学生树立辩证唯物主义观点和思想方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，为保障人类健康，为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。
【教学要求】
本课程重点讲授“生物力学”，“电子计算机在中医学上的应用”，“系统论、信息论及控制论在中医上的应用”，“中医医疗仪器”，“中医客观化方法”等内容，并就其基本理论和研究方法等方面内容作扼要讨论。课堂教学加强直观教学，采取启发式、讨论式等教学方法，充分调动和发挥学生学习的主动性和创造性。
本课程共计36学时。

二、教学要求和内容、方法
绪论
【目的要求】
了解本课程研究的目的、对象和方法。
【教学内容】
中医学与中医工程学的关系。
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第一篇 生物力学
第一章 力学的基本知识
【目的要求】
1．掌握物体静力平衡条件。
2．掌握应力、应变、弹性模量的意义。
3．了解粘弹性体的特性。
4．了解理想流体稳定流动的概念，掌握连续性原理。
5．掌握伯努利方程及其应用。
6．了解粘滞流体运动的特点，及雷诺数的意义。
7．了解泊肃叶公式和斯托克斯定律的意义。
8．掌握流量和流阻的关系。
9．了解人体血流运动中压力和流速的变化规律。
【教学内容】
1．静力学基础
2．应力、应变、弹性模量
（1）应力与应变
（2）弹性模量
（3）弯曲和扭转
3．粘弹性
（1）理想弹性体
（2）粘弹性体
（3）描述粘弹性体的几种力学模型
4．流体力学
（1）理想流体的稳定流动
（2）连续性原理及血液的流速
（3）伯努利方程及其修正式
（4）粘滞流体
（5）泊肃叶公式
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第二章 骨力学
【目的要求】
1．了解骨的力学性质。
2．掌握骨和力的关系。
3．了解骨的耦合力效应。
4．了解骨的生长与断裂。
【教学内容】
1．骨的力学性质
2．骨骼变形的基本形式
（1）静载荷拉伸
（2）静载荷压缩
（3）剪切变形
（4）弯曲变形
（5）扭转变形
（6）混合负荷
3．骨的功能适应性
（1）骨的功能结构
（2）骨的功能适应性理论
（3）关于骨的构造与强度的几种假说
4．肌肉活动对骨应力分布的影响
5．骨折及其治疗
（1）骨自然愈合的四个阶段
（2）骨折的治疗
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第三章 关节生物力学
【目的要求】
1．了解关节结构、功能。
2．掌握关节运动及受力情况分析。
3．了解关节内产生力及其影响。
【教学内容】
1．膝关节、髋关节、踝关节力学
2．脊柱、肩关节、肘关节力学
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第四章 软组织力学
【目的要求】
1．了解肌肉的力学性质。
2．掌握肌肉的收缩机理、希尔方程、希尔模型。
3．掌握血管的力学性质。
4．了解软骨的力学性质。
【教学内容】
1．肌肉力学
（1）骨骼肌的力学性质
（2）心肌的力学性质
2．血管的力学性质
（1）血管
（2）血管壁的内应力
3．关节软骨的力学性质
4．关节软骨的润滑特性
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第五章 流变学
【目的要求】
1．掌握血液流变的性质。
2．了解心脏的力学性质。
3．掌握微循环流变的性质。
4．掌握血管动力学性质。
5．了解呼吸流变性质。
【教学内容】
1．血液流变学
（1）血液的循环系统
（2）血液的流变性质
（3）血液的流动
（4）血液的本构方程
（5）粘度计
2．心脏力学
（1）心脏内血液的流变性
（2）心脏作功问题探讨
3．微循环流变学
（1）微循环的特点
（2）微循环血流异常现象及其本质
（3）毛细血管内血液流动
（4）微循环流变学与临床医学的关系
4．血管动力学
（1）脉搏波的形成
（2）血管中弹性波传播的特性
（3）桡动脉波形探讨
5．呼吸流变学
（1）呼吸系统的解剖特征
（2）肺液内表面活性剂
（3）气体在气管中的流动
（4）气体的扩散
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第二篇 电子计算机在中医中的应用
第六章 电子计算机及其应用
【目的要求】
1．了解计算机的基本知识。
2．掌握医理设计的理论基础。
3．掌握诊疗系统程序设计。
4．了解计算机在医学上的一些应用。
【教学内容】
1．电子计算机的基本知识
2．电子计算机诊断系统的医理设计
（1）医理设计的理论基础
（2）辨证分型
（3）辨证中的量化
（4）辨证论治
3．电子计算机诊疗系统程序设计
（1）系统结构
（2）生成系统
（3）实例——某医院内科预诊管理系统
（4）中医专家系统
4．电子计算机在辅助教学、情报检索系统、监护系统、医院管理等方面的应用
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第七章 电子计算机中医诊疗系统的数学模型
【目的要求】
1．掌握贝叶斯条件概率模型和最大似然法模型。
2．掌握模糊数学诊断模型。
3．了解逻辑判断法和序贯诊断法。
4．熟悉中医专家系统。
【教学内容】
1．贝叶斯公式
（1）概率
（2）贝叶斯条件概率模型
2．最大似然法
3．模糊数学的诊断模型
（1）模糊数学的几个基本概念
（2）中医诊断的模糊数学模型
4．逻辑判断法
5．序贯诊断法
6．中医专家诊疗系统实例
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。
第三篇 系统论、信息论、控制论及其在中医上的应用
第八章 系统论
【目的要求】
1．掌握系统论的基本知识。
2．掌握系统论的基本原则。
3．了解系统论的系统方法及房室模型。
4．了解系统论在中医中的应用。
【教学内容】
1．系统论的基本知识
（1）系统论的产生与发展
（2）系统、要素与环境
（3）系统的分类
（4）系统的模型化
2．系统论的基本原则
（1）整体性
（2）相关性
（3）结构性
（4）层次性
（5）动态性
（6）目的性
（7）环境适应性
3．系统方法
（1）什么是系统方法
（2）系统方法的特点
（3）系统方法的步骤
（4）系统方法的作用和意义
4．房室模型
（1）反应级数
（2）单室模型
5．系统论在中医中的应用
（1）中医学对人体疾病认识和防治上的整体观
（2）中医学系统方法的特点
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第九章 信息论
【目的要求】
1．掌握信息论的基本知识。
2．掌握信息论方法。
3．了解信息论在中医中的应用。
【教学内容】
1．信息论的基本知识
2．信息论方法
（1）信息方法的基本步骤与特点
（2）信息方法的应用
3．信息论在中医中的应用
（1）信息论与中医理论
（2）信息论与针刺麻醉
（3）信息论在诊断疾病中的应用
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十章 控制论
【目的要求】
1．掌握控制论的基本知识。
2．掌握控制论的基本方法及数学模型与一阶系统分析。
3．了解控制论在中医中的应用。
【教学内容】
1．控制论的基本知识
2．控制论的基本方法
（1）黑箱方法
（2）反馈方法
（3）功能模拟方法
3．控制系统的数学模型及一阶系统分析
（1）微分方程及拉普拉斯变换
（2）传递函数
（3）状态方程
（4）一阶系统分析
4．控制论在中医上的应用
（1）四诊疗法
（2）辨证论治
（3）人体模型
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第四篇 中医医疗仪器
第十一章 生物信息客观指标的接收与处理
【目的要求】
1．了解生物电产生、测量及医用换能器性能。
2．掌握生物电放大器的结构、功能。
3．掌握人体电阻抗、电导纳的概念和噪声的来源及噪声控制。
【教学内容】
1．生物电的产生及其测量，生物电极及微电极
（1）生物电的产生
（2）生物电极
2．医用换能器
（1）医用换能器
（2）医用换能器的检测对象
（3）医用换能器的技术指标
3．生物电放大器
（1）场效应管构造及主要特性
（2）场效应管放大电路
（3）场效应管差动放大电路
（4）放大器性能的主要指标
4．人体电阻抗和电导纳
（1）人体的电阻抗及阻抗图
（2）电阻抗图仪
（3）人体的导纳及导纳图
5．噪声的来源和噪声的控制
（1）噪声的来源
（2）抑制干扰一般遵循的原则
（3）抑制干扰的措施
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十二章 生物信息的描记
【目的要求】
1．掌握心、脑电图描记技术。
2．了解多道生理记录仪结构、原理和使用。
【教学内容】
1．心电图与描记技术
（1）心电与心电图
（2）心电图的导联
（3）心电图机结构与使用
（4）心电图电子计算机分析研究概况
2．脑电图与描记技术
（1）脑电波的产生及分类
（2）脑电图的描记技术
（3）脑电图机的使用
（4）脑电图电子计算机分析研究概况
3．多道生理记录仪
（1）ST—61型六道生理记录仪原理
（2）ST—61型六道生理记录仪结构
（3）多道生理记录仪的使用
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十三章 现代医学新技术
【目的要求】
掌握一些现代医学技术，如：X射线、超声、红外探测仪、医用激光等工程原理和使用。
【教学内容】
1．X射线
（1）X射线的产生
（2）X射线的性质
（3）X射线的硬度和强度
（4）X射线的吸收
（5）X射线CT扫描
2．超声诊断
（1）超声波的特性
（2）B型超声诊断仪
（3）M型超声诊断仪
（4）超声多普勒诊断仪
（5）超声心动图
3．医用激光技术
（1）辐射剂量
（2）辐射防护
4．冠心病和危重症监护技术
（1）治疗方面
（2）示踪原子方面
5．血液透析技术
6．医用红外线技术
（1）热辐射
（2）热象仪
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十四章 针灸医疗仪器
【目的要求】
掌握针灸医疗仪器的构造、原理与使用。
【教学内容】
1．电针仪
（1）电针仪的输出波形
（2）电针仪的工作原理及G6805—1治疗仪
（3）电针仪的临床应用
2．激光针灸
（1）激光的特性
（2）激光的发射原理
（3）医用激光器
（4）激光的生物作用
（5）对生物效应有影响的激光参量
（6）激光针灸
（7）常用激光的活疗方式及防护
3．经络探测仪
（1）良导络
（2）经络测定仪
（3）耳穴探测诊断法
（4）利用经络测定仪对经络学说的研究
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十五章 磁诊疗仪
【目的要求】
掌握磁诊疗仪的构造、原理与使用。
【教学内容】
1．磁场的基本知识
（1）磁矩
（2）磁矩在外磁场中的能量
（3）磁介质
（4）磁场强度
2．磁场的生物效应和治疗作用
（1）不同类型磁场的生物效应
（2）磁场的治疗作用
3．磁疗
（1）恒定磁场疗法
（2）变化磁场疗法
（3）磁性药物和磁化水
4．心磁和脑磁
5．核磁共振及成像
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十六章 医用光学仪器
【目的要求】
掌握医用光学仪器的构造、原理和使用。
【教学内容】
1．几何光学基础知识
2．检眼镜
3．内窥镜
4．显微镜
（1）普通光学显微镜
（2）特种光学显微镜
（3）电子显微镜
5．旋光计
6．比色计及分光光度计
7．紫外线灯
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十七章 核医学仪器
【目的要求】
掌握核医学仪器的构造、原理和使用。
【教学内容】
1．放射探测的物理基础、原理和方法
2．测量放射性强度的核医学仪器
（1）甲状腺功能测量仪
（2）肾功能放射图描迹仪
（3）核听诊器
（4）液体闪烁计数器
3．核成像仪器
4．核治疗装置
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第五篇 中医学中一些客观化方法
第十八章 望诊客观化方法
【目的要求】
掌握中医学中望诊客观化方法及原理。
【教学内容】
1．色诊原理
（1）色诊的范畴
（2）颜色
（3）颜色表示法
（4）颜色数值化
2．肤色和体型的客观化方法
（1）光电比色法测定肤色
（2）莫尔条纹等高线法测体型
3．舌诊客观化方法
（1）三色测量法
（2）分光光度法
（3）活体舌显微镜观测法
（4）染料印色法
（5）标准色卡法
（6）舌体湿度测定仪
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第十九章 闻诊和问诊的客观化方法
【目的要求】
掌握中医中的闻诊、问诊客观化方法及原理。
【教学内容】
1．闻诊客观化的基本物理概念
（1）声音的三个基本特征
（2）声压、声阻、声强
（3）频谱分析方法
（4）频谱分析仪
2．闻诊客观化方法
（1）声谱分析仪
（2）声谱图仪
（3）声谱诊断法
（4）微波技术测量呼吸的方法
（5）心音图
3．问诊客观化方法
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第二十章 脉诊的客观化方法
【目的要求】
掌握脉诊客观化方法及原理。
【教学内容】
1．脉诊客观化的基本知识
（1）脉搏波的线性弹性腔模型
（2）脉搏图
2．时域分析法、频域分析法和综合分析法
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

第二十一章 经络与证的客观化方法
【目的要求】
掌握经络与证的客观化方法和原理。
【教学内容】
1．经络客观化方法
（1）测定穴位低阻抗特性的方法
（2）冷光方法
（3）辐射场摄影法
（4）声发射技术探测经络
（5）示踪原子法
（6）福尔电针法
（7）液晶热象图摄影法
2．证的客观化方法
（1）人体的体温及测量
（2）生物电位的测量
【教学方式】
课堂讲授、CAI辅助教学。

三、课时分配
教学内容 讲课时数 实验内容 实验时数
绪论 3
第一章 力学的基本知识 3
第二章 骨力学
第三章 关节生物力学 3
第四章 软组织力学
第五章 流变学 3
第六章 电子计算机及其应用 3
第七章 电子计算机中医诊疗系统
的数学模型 3
第八章 系统论
第九章 信息论
第十章 控制论 6
第十一章 生物信息客观指标的接
收与处理
第十二章 生物信息的描记
第十三章 现代医学新技术 3
第十四章 针灸医疗仪器
第十五章 磁诊疗仪
第十六章 医用光学仪器
第十七章 核医学仪器 3
第十八章 望诊客观化方法
第十九章 闻诊和问诊的客观化方法 3
第二十章 脉诊的客观化方法
第二十一章 经络与证的客观化方法 3
合计 36

四、大纲使用说明
教学内容和过程基本按照教材《中医工程学概论》（1990年8月第1版，谈正卿、顾启秀主编，上海中医学院出版社）而制订，主讲教师可扩充现代科技最新研究成果，以作适当调整。

五、主要参考书目
《中医工程学概论》（1990年8月第1版），谈正卿、顾启秀主编，上海中医学院出版社；
《生物医学工程教程》（1987年1月第1版），胡良俊主编，湖南科学技术出版社；
《医用生物力学》（1994年12月第1版），杨桂通主编，科学出版社；
《生物医学工程学原理》（1982年8月第1版），D.O.库尼著、杨国忠译，湖南科学技术出版社。