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第1章 生物医学工程学的发展历史1

1.1 现代医疗保健体系的建立2

1.2 现代医疗保健体系的特点7

1.3 什么是生物医学工程学13

1.4 生物医学工程师的职能17

1.5 生物医学工程的新进展18

1.6 生物医学工程的专业状况22

1.7 生物医学工程专业学会24

1.8 习题25

第2章 道德问题与伦理问题27

2.1 道德和伦理的定义28

2.2 两条基本道德原则——行善与不伤害34

2.3 死亡的新定义35

2.4 晚期病人与安乐死38

2.5 医疗决策权41

2.6 人体试验42

2.7 人体试验的定义和目的43

2.8 知情同意45

2.9 医疗器械产品开发的管理49

2.10 医疗器械的上市51

2.11 可行性研究中的伦理道德问题52

2.12 紧急使用的伦理道德问题53

2.13 治疗使用的伦理道德问题56

2.14 FDA认证过程中生物医学工程师的职责56

2.15 习题57

第3章 解剖学与生理学59

3.1 绪论59

3.2 细胞的结构61

3.3 组织72

3.4 人体主要器官系统73

3.5 内环境的自身平衡99

3.6 习题101

第4章 生物力学104

4.1 绪论104

4.2 基础力学108

4.3 材料力学124

4.4 黏弹性131

4.5 软骨、韧带、肌腱与肌肉135

4.6 临床步态分析138

4.7 心血管动力学152

4.8 习题171

第5章 生物材料学175

5.1 医用材料——从修复到再生175

5.2 生物材料的种类、特性和应用177

5.3 生物材料设计和选择中的仿生学187

5.4 生物材料与组织之间的相互作用190

5.5 诱导组织修复和再生的生物材料处理技术198

5.6 生物材料的安全性测试与管理205

5.7 生物材料应用举例209

5.8 习题215

第6章 组织工程学217

6.1 组织工程的定义217

6.2 生物学问题229

6.3 物理学问题252

6.4 体外培养的工程学问题266

6.5 组织工程化产品的临床应用问题269

6.6 未来的发展方向——功能性组织工程271

6.7 总结273

6.8 习题273

第7章 房室模型281

7.1 绪论281

7.2 溶质、房室和体积282

7.3 两个房室之间的跨膜物质传输284

7.4 建立房室模型的基本方法297

7.5 单室模型299

7.6 双室模型307

7.7 三室模型316

7.8 多室模型330

7.9 习题341

第8章 生化反应和酶动力学355

8.1 化学反应356

8.2 酶动力学365

8.3 利用准稳态近似值的其他模型372

8.4 扩散、生化反应和酶动力学377

8.5 细胞呼吸：葡萄糖代谢和ATP的生成387

8.6 酶的抑制、变构调节和协同反应398

8.7 习题406

第9章 生物医学仪器410

9.1 绪论410

9.2 基本生物医学仪器系统412

9.3 电荷、电流、电压、电功率和电能量414

9.4 电阻418

9.5 线性电路网络分析法425

9.6 线性特性与叠加原理430

9.7 戴维南定理432

9.8 电感434

9.9 电容436

9.10 电阻、电容和电感组成电路的通用求解方法438

9.11 运算放大器444

9.12 时变信号452

9.13 有源模拟滤波器456

9.14 生物医学仪器的设计464

9.15 习题466

第10章 生物医学传感器479

10.1 绪论479

10.2 生物电的测量484

10.3 物理量的测量487

10.4 血气传感器500

10.5 生物分析传感器505

10.6 光学传感器507

10.7 习题515

第11章 生物信号处理519

11.1 绪论519

11.2 生物信号的生理基础520

11.3 生物信号的特性522

11.4 信号采集524

11.5 生物信号的频域表示528

11.6 线性系统544

11.7 信号平均561

11.8 小波变换和短时傅里叶变换566

11.9 人工智能技术572

11.10 习题578

第12章 生物电现象582

12.1 绪论582

12.2 生物电的发现历史583

12.3 神经元590

12.4 生物物理学基本定律和方程594

12.5 细胞膜的等效电路模型603

12.6 动作电位的Hodgkin-Huxley模型611

12.7 神经元整体模型623

12.8 化学突触626

12.9 习题632

第13章 生理系统仿真建模639

13.1 绪论639

13.2 快速眼动系统概述642

13.3 Westheimer扫视眼动模型647

13.4 扫视控制器651

13.5 动眼肌模型的建立655

13.6 1984年建立的交感神经支配的线性扫视眼动模型664

13.7 1995年建立的线性扫视眼动模型674

13.8 2009年建立的线性扫视眼动模型684

13.9 扫视的神经通路702

13.10 系统辨识706

13.11 习题719

第14章 生物医学传输过程727

14.1 生物医学物质传输727

14.2 生物流体力学和动量传输743

14.3 生物医学的热传输756

14.4 习题769

第15章 放射成像771

15.1 绪论771

15.2 放射性核素成像技术772

15.3 检测仪器和成像设备785

15.4 X射线成像系统789

15.5 习题803

第16章 医学成像805

16.1 绪论806

16.2 超声诊断成像807

16.3 磁共振成像831

16.4 脑磁图854

16.5 造影剂855

16.6 几种成像技术的比较856

16.7 图像融合858

16.8 总结859

16.9 习题859

第17章 光学和激光在生物医学中的应用863

17.1 基本光学理论概述864

17.2 生物组织中光传播的基本理论869

17.3 光的物理作用及其检测878

17.4 生化物质的光学检测技术886

17.5 光热疗的基本原理893

17.6 光纤和波导在医学中的应用901

17.7 生物医学中的光学成像906

17.8 习题911

附录914