生物医学工程 - 中国高校教材图书网
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书名： |
生物医学工程
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| ISBN： | 978-7-5628-3195-2 |
条码： | |
| 作者： |
刘昌胜
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装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥48.00
折扣价：￥43.20
折扣：0.90
节省了4.8元
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字数： |
446千字
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| 出版社： |
华东理工大学出版社 |
页数： |
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| 发行编号： | |
每包册数： |
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| 出版日期： |
2012-08-01 |
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| 内容简介： |
本书较系统地介绍了生物医学工程学相关背景!基础理论!应用技术以
及学科发展前沿动态。全书共9章，主要内容有生物医用材料!组织工程!
人工器官!生物力学与生物流体力学!生物医学传感器!纳米生物医学工程!
医学影像技术和生物医学信息以及现代科学新技术在生物医学工程中的应
用等。本书适合于普通高等院校生物医学工程!医学!生物科学等相关专业的本科生!研究生学习使用#也可作为从事相关领域的工程技术人员的参考
用书"
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
第1章绪论
1.1生物医学工程的内容和范围
1.2生物医学工程的发展历程
1.3生物医学工程的发展现状
1.4生物医学工程前沿研究领域
1.5生物医学工程的产业化
1.6生物医学工程的展望
参考文献
第2章生物医用材料
2.1生物医用材料概论
2.1.1生物医用材料的概念
2.1.2生物相容性和生物功能性
2.2生物医用无机材料
2.2.1生物惰性材料
2.2.2生物活性材料
2.3生物医用高分子材料
2.3.1非降解性生物医用高分子
2.3.2生物可降解医用高分子
2.4生物医用金属材料
2.4.1不锈钢
2.4.2钛及其合金
2.4.3生物医用金属植入器械
2.4.4介入性诊断及治疗用器械
2.5生物医用复合杂化材料
2.5.1陶瓷基生物医用复合材料
2.5.2高分子基生物医用复合材料
2.5.3金属基生物医用复合材料
2.5.4生物活性复合材料
2.6生物医用材料的重要研究方向
2.7生物医用材料评价及产业化
2.7.1生物医用材料的生物学评价
2.7.2生物医用材料的产业化
参考文献
第3章组织工程
3.1组织工程的建立和发展
3.2组织工程原理及关键科学问题
3.3组织工程细胞
3.3.1种子细胞
3.3.2干细胞
3.4组织工程的细胞外基质
3.4.1细胞外基质
3.4.2组织工程对细胞外基质替代材料的要求
3.4.3天然细胞外基质支架材料
3.4.4人工合成细胞外基质支架材料
3.4.5细胞外基质支架材料的加工新技术
3.4.6组织工程细胞外基质生物材料存在的问题和发展方向
3.5生长因子
3.5.1组织工程中生长因子的基本功能
3.5.2生长因子的几种作用方式
3.5.3组织工程中几种常见的生长因子及其应用
3.5.4生长因子在骨修复再生过程中的作用
3.5.5骨形态发生蛋白（BMP）在骨组织工程中的应用
3.6组织构建
3.6.1生物反应器的体内环境模拟
3.6.2组织构建存在的问题
3.6.3原位组织引导再生
3.6.4血管化和神经化
3.6.5组织工程植入物的营养
参考文献
第4章人工器官
4.1机械型人工器官
4.1.1人工血管
4.1.2机械型人工心脏和人工心脏瓣膜
4.1.3人工肺（人工心肺机）
4.1.4人工肝
4.1.5人工胰（胰岛素闭环泵系统）
4.1.6人工肾
4.2组织工程型人工器官
4.2.1人工皮肤
4.2.2人工角膜
4.2.3人工神经
4.2.4组织工程血管
4.2.5组织工程化人工膀胱
参考文献
第5章生物力学与生物流体力学
5.1硬组织生物力学
5.1.1人体硬组织结构
5.1.2密质骨的力学特性
5.1.3松质骨的力学特性
5.2软组织生物力学
5.2.1血管的力学特性
5.2.2皮肤生物力学
5.2.3肌肉运动力学
5.3呼吸系统动力学
5.4血液流变学概论
5.4.1流变学方法论
5.4.2非牛顿流体的特殊性质
5.4.3物质函数和黏弹性指标
5.4.4广义牛顿流体本构方程
5.4.5线性黏弹性流体本构方程
5.4.6非线性黏弹性流体本构方程
5.4.7血液流变特性
5.4.8临床血液流变学
参考文献
第6章生物医学传感器
6.1生物医学传感器概述
6.1.1生物医学传感器的定义与组成
6.1.2生物医学传感器的分类
6.1.3传感器的特性
6.1.4生物医学传感器的发展及应用
6.2物理传感器
6.2.1光导纤维传感器
6.2.2电阻式传感器
6.2.3热电偶式传感器
6.3化学传感器
6.4生物传感器
6.4.1酶传感器
6.4.2微生物传感器
6.4.3免疫传感器
6.5纳米生物传感器
6.5.1纳米颗粒的应用
6.5.2纳米管/线的应用
6.5.3纳米薄膜的应用
6.6生物芯片
6.6.1生物芯片的制作和信号检测
6.6.2基因芯片（DNA微阵列）
6.6.3蛋白芯片
6.6.4组织芯片
6.6.5芯片实验室
6.7新型生物医学传感器的研究展望
参考文献
第7章纳米生物医学工程
7.1纳米药物输送体系
7.1.1纳米药物控释系统的载体材料
7.1.2纳米控释药物的制备方法
7.1.3纳米药物输送体系控释性能和控释途径
7.1.4纳米微粒靶向药物制剂
7.1.5长循环纳米微球的构建
7.2无机纳米粒子及其在生物医学领域的应用
7.2.1纳米羟基磷灰石
7.2.2纳米量子点
7.2.3纳米磁性粒子及其在生物医学中的应用
7.2.4介孔氧化硅纳米粒子（MSNs）
7.3纳米表/界面及纳米涂层
7.3.1纳米表/界面对细胞行为和组织的影响
7.3.2纳米表/界面对蛋白的影响
7.3.3纳米涂层
7.4纳米纤维材料
7.5纳米管
7.6DNA纳米技术
7.6.1核酸功能化纳米粒子的可控聚集
7.6.2核酸、蛋白质和纳米粒子的复合组装
7.7纳米生物材料的生物学效应及其毒理学
7.8纳米生物医学工程展望
参考文献
第8章医学影像技术和生物医学信息
8.1现代医学影像技术基础
8.1.1现代医学影像学的发展历程
8.1.2医学影像设备与技术
8.1.3医学影像学的发展方向
8.2生物医学成像
8.2.1磁共振成像
8.2.2X射线成像
8.2.3超声成像
8.2.4电子计算机体层摄影
8.2.5数字减影血管造影
8.2.6红外热扫描断层技术
8.2.7正电子发射型计算机断层成像技术
8.2.8电阻抗断层成像技术
8.3医学图像处理技术
8.3.1医学图像处理
8.3.2三维医学图像的可视化
8.3.3图像存档及通信系统的图像压缩
8.3.4医学图像后处理技术
8.4生物医学信息检测
8.4.1生物医学信息检测
8.4.2无创或微创检测
8.4.3直接检测体内信息
8.4.4离体检测
8.4.5医学信息的分析
8.5生物医学信号处理
8.5.1诊断治疗循环
8.5.2医学信号处理的新技术
8.6远程医疗和医疗信息网络化
8.6.1远程医疗的出现
8.6.2远程医疗系统
8.6.3远程医疗方式
8.6.4远程医疗系统的需求和当前发展
8.6.5医疗信息化及信息化医院
8.7生物电磁学
8.7.1生物电磁学的产生
8.7.2电磁波在生物医学中的应用
8.7.3电磁波辐射生物效应
参考文献
第9章现代科学新技术在生物医学工程中的应用
9.1激光医学和核医学
9.1.1激光医学
9.1.2激光在医学中的应用
9.1.3激光治疗仪器
9.1.4核医学在医学诊断中的应用
9.2新型超声医学
9.2.1超声技术在医学上的应用
9.2.2超声医学的发展
9.3计算机辅助外科
9.4红外线在医学上的应用
9.4.1红外线的生物效应
9.4.2红外线在医学治疗方面的应用
9.4.3红外线在医学诊断中的应用
9.4.4新型红外肿瘤检测技术
9.5遥测遥控诊疗技术
9.5.1遥医学
9.5.2遥测心电图
9.5.3电话心电图
9.6分子生物学新技术在临床上的应用
9.6.1分子生物学技术在医学检验中的应用
9.6.2基因诊断与临床应用
9.6.3蛋白芯片技术
9.7介入诊疗新技术
9.7.1介入医学
9.7.2介入诊疗设备
9.7.3介入栓塞材料
9.7.4介入诊疗技术展望
9.8分子影像新技术
9.8.1分子影像技术概述
9.8.2分子影像技术进展
9.8.3分子影像技术的应用
9.9专家系统在医学领域的应用
9.9.1人工智能和专家系统
9.9.2医学专家系统的应用
9.9.3医学专家系统展望
参考文献
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| 精彩片段： |
第1章绪论
生物医学工程学是运用现代生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的一门新兴的交叉学科。工程学是建立在物理学、化学、生物学等自然科学基础上的应用技术性科学，而医学则是以疾病的预防、诊断和治疗为目标，基于生命科学基本理论的一门独立学科。也就是说，生物医学工程学是一门现代工程技术和生命科学结合的生物医学应用技术科学。它综合运用现代自然科学技术的原理和方法，从工程学和多层次角度研究生物体特别是人体的结构、功能和其他生命现象，研究用于人类疾病的预防、诊断、治疗，以及人体功能辅助和卫生保健需要的人工材料、制品、装置和系统的工程原理与定量分析。生物医学工程与其他学科一样，其发展也是由科学、社会、经济等诸多因素所驱动的。20世纪60年代以来，工业化带来的经济和社会的高速发展，使得人类的生活和工作压力不断增大，工作节奏不断加快，工矿事故和交通事故引起的创伤病例数目也快速增加，加上人口老龄化的趋势日益明显，都使得人类对自身的健康越来越关注。同时，以电子为先导的工程学的快速发展也不断地向医学领域渗透，特别是电子学、信息和电子计算机等多学科的迅猛发展使得整个科技进入了一个崭新的阶段，生物学和医学也由定性地描述生命现象向定量地认识生命过程发展。正是在这样一种背景下，生物医学工程便应运而生并得到了快速的发展。
1.1生物医学工程的内容和范围生物医学工程的研究内容非常广泛，主要包括：基础性研究，涉及生物医用材料学、生物力学与生物流体力学、组织工程、纳米生物医学工程、生物医学信息的提取与处理、生物系统建模与仿真、各种物理因子的生物效应、生物系统的质量和能量传递等；应用性研究，直接为医学服务，涉及生物医学信号检测与传感技术、生物医学信息处理技术、医学成像与图像处理技术、生物医学传感器技术、人工器官、医用制品和仪器、康复与治疗工程技术等。
1. 生物医用材料生物医用材料是用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或替换生物体组织或器官，增进或恢复其功能的材料。生物医用材料是生物医学工程领域的重要研究内容，为组织工程、人工器官、生物医学传感器、生物芯片等的发展提供物质基础；反过来这些学科的进步又不断地推动生物医用材料的发展。
2. 组织工程组织工程学是应用生命科学和工程学的原理与方法，研究、开发用于修复、增进或改善人体各种组织或器官损伤后功能和形态的一门新兴学科。它的提出、建立和发展向人们展示了人类有能力再造具有复杂组织结构和生理功能的器官。组织工程主要包括体外/体内组织工程和原位组织工程。体外/体内组织工程的基本方法是将体外培养的活细胞种植于合适的可降解性支架上，在体外或体内应用生物反应器模拟体内环境，培养形成组织与器官。原位组织工程是模拟机体自身创伤自愈合过程，将具有生物活性和降解性的材料植入体内，利用人体体内自身的细胞在支架表面黏附、生长、分化，在支架被降解的同时，与从外围进入的细胞粘连构成修复组织。组织工程的研究使人类在21世纪实现人工器官的真正替换成为可能。其中，集生物活性和生物降解性于一体的新型支架材料的研制是组织工程研究的核心和关键之一，也是目前制约其发展的主要“瓶颈”。
3. 人工器官人工器官即具有能够部分或全部替代人体病损的自然器官，具有补偿、替代或修复自然器官功能的人工装置，其包括机械型人工器官和组织工程人工器官。可以这样讲，20世纪人工器官的出现是现代医学进步的一大标志，如人工心脏瓣膜、人工血管、人工心脏、人工肺等。但目前所研制的人工器官尚不具备所需替换脏器的全部功能，或只能在体外使用，从而使其在临床上的应用受到很大的限制。
4. 生物力学与生物流体力学生物力学是研究生物体与力学有关问题的学科，其主要内容是利用力学基本原理，结合生理学、医学和生物学来研究生物体特别是人体的功能、生长、消亡及运动的规律。例如，生物流变学研究血液、软组织和硬组织材料流动与变形的规律；循环系统力学研究血液在心脏、动脉、微血管和静脉中的流动和变形的规律；呼吸系统动力学研究呼吸过程中气道内的气体流动及肺泡中氧气与血液中物质的交换规律。
5. 生物医学传感器生物医学传感器技术是具有能够获取各种生物信息（光、电、声、化学、热、力、射线等）并将其转换成易于测量处理的有确定函数关系的电信号功能的转换装置。它是生物医学信号检测的关键技术，广泛应用于人体的无创伤或微创伤检测技术中。生物医学传感器的主要用途包括： ①生物医学物质（如血糖、乳酸、谷氨酰胺等）的检测；②提供临床检验的信息；③生物工程技术生产药物时生化反应的监视等。
6. 纳米生物医学工程纳米生物医学工程是纳米技术向生物医学工程领域渗透的结果，是现在以及未来生物医学工程领域的一个重要研究方向。纳米技术所蕴含的独特性能不仅为纳米生物医学工程产品和器械的设计和研制提供新思路和新方法，而且为该领域中采用常规技术和方法所无法解决的问题提供新的手段。纳米生物医学工程涵盖了药物、基因、蛋白质的纳米微囊化，药物的可控靶向输送等。纳米生物医学工程打破了传统生物医学工程的格局，大大地推动着生物医学工程的发展。
7. 生物医学信息处理和医学图像技术生物医学信息处理技术是研究从强干扰和噪声中的生物医学信号中提取有用的生物医学信息的方法。这些方法包括强噪声背景下微弱生理信号动态提取、多道生理信号的同步观察与处理、生理信号的时间频率表示、自适应处理、人工神经网络和混沌与分形理论的应用、医学专家系统等。医学图像技术包括医学成像技术和医学图像处理技术两部分。医学成像技术是把生物体中有关的信息以图像形式提取并显示出来；医学图像处理技术则是对已获得的医学图像进行分析、识别、分割、解释、分类以及三维重建与显示等处理，目的是增强或提取特征信息。成像与图像处理技术是结合成一体的。
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