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生物力學(工業和信息化部十四五規劃教材)

  • 作者：編者:樊瑜波|責編:蔡?
  • 出版社：北京航空航天大學
  • ISBN：9787512445963
  • 出版日期：2025/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：253
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    生物力學旨在認識生命和醫學規律，是醫療技術和醫療器械創新的學科基石。與傳統工科相比，生物力學是典型的交叉學科、新興學科，學習者來自醫學、生物學、力學及其他傳統工科領域。本教材內容涵蓋生物固體力學、生物流體力學、生物力學應用專題模塊，致力於培養學生從力學角度思考並探尋生理、病理、醫學問題，用力學思維探尋生命機理的能力，從細胞、組織、器官到個體，綜合運用相關知識、技術、方法，分析和解決人和動物在生理和病理中的各種生物力學問題的能力，以及解釋和評價醫療器械設計與應用效果的能力。本教材內容支持醫療器械和航空航天醫學工程等國家重要產業。
    本教材主要用於生物醫學工程專業大三核心專業教學，也可以作為臨床醫學、口腔醫學及其他工程類專業的選修或自學教材，以及供有關科研人員參考使用。
作者介紹
編者:樊瑜波|責編:蔡?
目錄
第1章  緒論
  1.1  生物力學概念及發展歷程
    1.1.1  生物力學概念及特徵
    1.1.2  生物力學發展歷程
  1.2  生物力學的研究領域及研究方法
    1.2.1  人體生理與病理中的生物力學研究
    1.2.2  生物力學研究中的基本概念及原理
    1.2.3  生物力學主要研究方法
  1.3  本教材特點和使用說明
第2章  固體力學基礎
  2.1  矢量與張量
    2.1.1  求和約定
    2.1.2  張量定義
  2.2  應力與應力狀態
    2.2.1  應力的表示方法
    2.2.2  平衡方程
    2.2.3  主應力與主軸
  2.3  應變與變形分析
    2.3.1  應變與變形
    2.3.2  柯西小應變張量與幾何方程
    2.3.3  主應變和主軸
  2.4  本構方程
    2.4.1  廣義胡克定律
    2.4.2  各向同性與各向異性
    2.4.3  黏彈性體
  思考題
  參考文獻
第3章  硬組織生物力學
  3.1  骨的力學特性
    3.1.1  骨的結構
    3.1.2  皮質骨的力學特性
    3.1.3  松質骨的力學特性
    3.1.4  骨重建與功能適應性
  3.2  軟骨的力學特性
    3.2.1  軟骨的結構
    3.2.2  軟骨的滲透性
    3.2.3  關節軟骨的力學特性
  3.3  牙齒的力學特性
    3.3.1  牙體及牙周組織的結構
    3.3.2  牙體組織的力學特性
    3.3.3  牙周組織的力學特性
  思考題
  參考文獻
第4章  軟組織生物力學
  4.1  軟組織的生物力學
    4.1.1  軟組織的主要成分
    4.1.2  彈性蛋白與膠原的力學特性
    4.1.3  軟組織的一般力學特性
    4.1.4  肌肉的力學特性
  4.2  眼的生物力學

    4.2.1  眼的解剖結構
    4.2.2  眼球各部分功能及力學特性
    4.2.3  眼球組織力學屬性離體測量方法
    4.2.4  基於醫學影像的眼組織力學特性在體測量
  思考題
  參考文獻
第5章  生物固體力學實驗與數值模擬
  5.1  生物固體力學特性的測試
    5.1.1  常用測試內容及設備
    5.1.2  樣本處理
    5.1.3  數據分析
    5.1.4  實驗技術的新進展
  5.2  生物固體力學中的數值模擬
    5.2.1  常用計算方法
    5.2.2  有限元法簡介
    5.2.3  數值模擬的應用
  思考題
  參考文獻
第6章  流體力學基本原理
  6.1  流體的基本概念和主要物理屬性
    6.1.1  流體的基本概念
    6.1.2  流體常用物理屬性
    6.1.3  作用在流體上的力
  6.2  流體靜力學簡介
    6.2.1  靜壓強與流體靜平衡
    6.2.2  流體相對靜平衡
  6.3  流體動力學簡介
    6.3.1  流體動力學的一些基本概念
    6.3.2  連續性方程
    6.3.3  伯努利方程
    6.3.4  動量守恆方程
    6.3.5  流體的運動狀態與流動阻力
    6.3.6  流動分離
  6.4  量綱分析簡介
    6.4.1  流動的力學相似
    6.4.2  動力相似準則
    6.4.3  流動相似條件
  思考題
  參考文獻
第7章  生物中的流體動力學
  7.1  循環系統概述
    7.1.1  體循環與肺循環概要
    7.1.2  體循環重要結構與功能
    7.1.3  心血管循環系統功能
  7.2  血液的流變特性
    7.2.1  血液的成分及特徵
    7.2.2  血液的黏性
  7.3  動脈流生物力學
    7.3.1  動脈血管壁組成與力學特性
    7.3.2  動脈流的黏性行為

  7.4  靜脈流生物力學
    7.4.1  靜脈力學特性與基本力學現象
    7.4.2  靜脈瓣的構成和作用
    7.4.3  典型靜脈系統疾病的生物力學原理
  7.5  微循環生物力學
    7.5.1  微循環的構成和作用
    7.5.2  微循環血流動力學
    7.5.3  微循環血管壁生物力學
    7.5.4  微循環中的脈動性、剪切力與重塑
    7.5.5  微循環的物質輸運
    7.5.6  微循環的流動調控
  7.6  體循環系統生物力學
  思考題
  參考文獻
第8章  生物流體力學實驗與數值模擬
  8.1  生物流體的壓強測量
    8.1.1  流體靜壓的測量
    8.1.2  流體總壓的測量
    8.1.3  人體動脈壓的測量
    8.1.4  脈動血壓的連續測量
  8.2  生物流體的流速和流量測量
    8.2.1  流量計原理
    8.2.2  超聲多普勒測速
    8.2.3  激光多普勒和激光散斑成像技術
    8.2.4  核磁共振成像與速度映射技術
    8.2.5  流場可視化
  8.3  計算流體力學的基本概念
    8.3.1  基本控制方程回顧
    8.3.2  邊界條件和初始條件
    8.3.3  幾何空間離散與網格劃分
    8.3.4  控制方程的離散化方法
  8.4  計算流體力學的基本流程和常用演算法
    8.4.1  計算流體力學的基本流程
    8.4.2  求解演算法和流程
  思考題
  參考文獻
第9章  心血管醫療器械中的生物力學
  9.1  循環系統疾病
    9.1.1  高血壓
    9.1.2  心臟瓣膜疾病
    9.1.3  動脈粥樣硬化
    9.1.4  動脈瘤
  9.2  循環系統植介入醫療器械
    9.2.1  血管支架
    9.2.2  人工心臟瓣膜
    9.2.3  人工血管
  9.3  人工心臟與體外膜肺氧合
    9.3.1  適應症及基本原理
    9.3.2  設備概述
    9.3.3  血流動力學和物質交換

  思考題
  參考文獻
第10章  骨科醫療器械中的生物力學
  10.1  骨科植入醫療器械概述
    10.1.1  創傷類植入器械
    10.1.2  關節假體
    10.1.3  脊柱類植入醫療器械
    10.1.4  可降解骨科植入醫療器械
  10.2  骨科植入醫療器械中的生物力學問題
    10.2.1  應力遮擋
    10.2.2  疲勞與磨損
    10.2.3  結構優化設計
  思考題
  參考文獻
第11章  運動生物力學
  11.1  人體動作與關節生物力學
    11.1.1  運動生物力學典型參數
    11.1.2  步態與關節動力學
  11.2  運動生物力學測量方法
    11.2.1  地反力測量
    11.2.2  運動捕捉
    11.2.3  肌電信號測量
  思考題
  參考文獻
第12章  創傷性腦損傷生物力學
  12.1  創傷性腦損傷分類與機理
    12.1.1  創傷性腦損傷的分類
    12.1.2  創傷性腦損傷致病機理及癥狀
  12.2  頭部衝擊動態響應
    12.2.1  慣性創傷性腦損傷的脖頸動力學
    12.2.2  碰撞中頭部加速度的測量方法
  12.3  慣性創傷性腦損傷中的大腦變形響應
    12.3.1  慣性載荷作用下大腦變形分析
    12.3.2  人體頭部有限元計算模型
  思考題
  參考文獻
第13章  細胞力學生物學
  13.1  體外細胞力學載入實驗裝置
    13.1.1  體外細胞剪切力學載入實驗裝置
    13.1.2  體外細胞牽張力學載入實驗裝置
  13.2  骨組織細胞力學生物學
    13.2.1  骨組織細胞的基本性質
    13.2.2  骨組織細胞的力致鈣響應
    13.2.3  骨組織細胞對力學載荷的響應
  13.3  血管細胞力學生物學
    13.3.1  血管細胞的基本性質
    13.3.2  剪切力對內皮細胞的影響
    13.3.3  牽張力對平滑肌細胞的影響
  13.4  幹細胞力學生物學
    13.4.1  幹細胞概述

    13.4.2  力學微環境與幹細胞的成骨細胞向分化
    13.4.3  力學微環境與幹細胞的成血管細胞向分化
  思考題
  參考文獻

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