BME生物医学工程专题：前沿生物电子技术在脑机接口等新型智能医疗设备开发中的应用研究【大学组】

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2024-04-30

　　开始日期: 2024-07-06

　　课时安排: 7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习

　　适合人群

　　适合年级 (Grade): 大学生及以上

　　适合专业 (Major): 生物医学工程、生物电子学等专业或者希望修读相关专业的学生;对可植入与可穿戴生物电子医疗技术研究感兴趣的学生;

　　学生需要具备物理、化学、工程学基础

　　建议选修: EEE电子与电气工程核心：电路与电子器件

　　导师介绍

　　George

　　剑桥大学 University of Cambridge讲席终身正教授

George

　　George导师现任剑桥大学生物电子学菲利普亲王教席(Prince Philip Professor)，为纪念爱丁堡公爵、菲利普亲王担任剑桥大学校长25周年设立菲利普亲王教席，是剑桥大学级别最高的教授席位之一。前康奈尔大学材料科学与工程学系终身教授，曾任康奈尔纳米科技的Lester B. Knight总监。George导师的研究聚焦生物电子学，包括与大脑交接的设备植入与人体皮肤设备的设计，目的是了解和治疗神经系统疾病和脑癌。荣获纽约科学学会(New York Academy of Sciences)布拉瓦尼克奖(表彰在化学、生命科学、物理与工程领域有杰出贡献和突出成就的三位科学家)、美国国家科学基金会科研奖金。他是美国材料学会和皇家化学学会会士，在国际学术期刊发表引用量高达46000，h-index为115。

　　任职学校

　　剑桥大学建校于1209年，是世界范围内历史最为悠久的大学之一，英国Top2名校，G5名校之一。剑桥大学享有世界声誉，在英国社会和高等教育系统中具有极其重要的地位，同时具有广泛的世界性影响。许多青年学子都以到剑桥大学深造为理想。剑桥大学在2020年QS世界大学综合排名位列第7。

　　项目背景

　　随着电子智能设备逐渐进入消费级市场，人们生活发生了诸多改变。智能手环让人们对自己的身体状况更加了解，智能眼镜解放了双手，VR头盔带来了更好的娱乐体验......随着电子智能设备行业的飞速发展，生物电子研究成为了当今时代的研究热点。各种植入式智能电子设备和可穿戴生物电子智能器件，业已广泛应用于人工耳蜗、心脏起搏器、生命体征监测等各个领域。由于植入式和可穿戴式智能电子器件的竞争研究和巨大的商业机会，生物电子智能设备市场预计将继续快速增长，并将持续改变人们的生活轨迹。项目将综合科学工程与生物电子学原理、技术和应用，通过具体实例分析植入式和可穿戴式电子设备的设计和工作原理，提升学生的前瞻视野。

　　项目介绍

　　项目从生物电子学的基本介绍入手，介绍人体皮肤中的电活性组织，以及智能电子设备工作的电化学原理及设计原理。随后，通过具体实例(心脏起搏器，耳蜗植入物，视网膜植入物、植入式给药系统等)分析，帮助学生进一步了解植入式电子智能设备，通过汗液生物传感、透皮给药等一系列应用，帮助学生进一步了解可穿戴式电子智能设备。学生将在项目结束时模拟开发一套规范的生物电子系统，提交报告，进行成果展示。

　　个性化研究课题参考：

　　植入式可穿戴医疗设备

　　柔性可穿戴电子器件中碳材料

　　可穿戴和植入式电子器件中自驱动传感器面临的问题

　　项目大纲

　　生物电子简介：可植入/可穿戴/离体电子设备、神经系统功能、其他电活性组织、电化学原理 Introduction to bioelectronics

　　电生理学及生物传感器 Electrophysiology and biosensing

　　植入式系统：心脏起搏器、耳蜗植入物、视网膜植入物、脑深部刺激器、脊髓刺激器、脑-机接口、PNS刺激器、电晶体、植入式药物输送系统、异物反应 Implantable systems

　　可穿戴系统: 电子皮肤、汗液生物传感 Wearable systems

　　离体系统：In vitro devices

　　项目回顾与成果展示Program Review and Presentation

　　论文辅导 Project Deliverables Tutoring