《生物醫學工程與信息技術概論》是2021年華中科技大學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：生物醫學工程與信息技術概論
- 作者：丁明躍
- 出版時間：2021年
- 出版社：華中科技大學出版社
- ISBN：9787568069335
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本教材為普通高等院校“十四五”規劃生物醫學工程專業特色教材。
本教材共分為10章，內容包括生物醫學工程簡介、生物信息學概論、生物醫學感測器、面向系統生物醫學的下一代測量技術、生物大數據的統計分析與深度學習、生物材料與組織工程、醫學超聲與超聲斷層成像、三維超聲成像與套用、正電子發射斷層成像和質譜成像方法。
本教材可作為“生物醫學工程概論”課程的配套教材，也可作為生物醫學工程等相關專業的本科生、研究生的教科書。
圖書目錄
目錄
第一章 生物醫學工程簡介 1
1.1什麼是生物醫學工程？ 1
1.2為什麼要開設生物醫學工程概論課程？ 3
1.3國際生物醫學工程發展概況 8
1.4國內生物醫學工程發展現狀 9
1.5 我國醫療器械產業發展現狀 10
1.6生物醫學工程領域主要研究方向 14
1.6.1醫學影像 14
1.6.2 生物材料及其製品 18
1.6.3 組織工程 20
1.6.4 生物力學 23
1.6.5 生理信號無創檢測——數位化機體(個體化)功能狀態動態連續監測系統 24
1.7 生物醫學工程未來的主要發展領域 26
1.7.1 生物阻抗成像 27
1.7.2 雷射生物醫學 30
1.7.3 生物感測器 32
1.7.4 微電機系統-微米、納米技術 36
1.7.5 介入診療技術 39
1.7.6 醫用機器人技術 41
1.7.7 醫學人工智慧技術 47
1.8 本章小結 55
思考題 55
參考文獻 56
第二章 生物信息學概論 58
2.1 生物信息學的定義 58
2.2 生物信息學的發展歷程 61
2.3 中國生物信息學發展的歷程 67
2.4 生物信息學的研究內容及一般研究方法 70
2.5 如何成為*生物信息學家？ 73
2.6 生物信息學的發展現狀、前景和挑戰 76
思考題 80
參考文獻 81
第三章 生物醫學感測器 84
3.1 簡介 84
3.1.1 感測器分類 85
3.1.2 感測器的封裝 86
3.1.3 感測器特性 86
3.2 生物電位測量 96
3.2.1 電解質/金屬電極界面 97
3.2.2 心電電極 98
3.2.3 肌電電極 99
3.2.4 腦電電極 99
3.2.5 微電極 100
3.3 物理指標測量 101
3.3.1 位移感測器 101
3.3.2 氣流感測器 109
3.3.3 溫度檢測 109
3.4 血液氣體感測器 113
3.4.1 氧氣測量 113
3.4.2 pH電極 117
3.4.3 二氧化碳感測器 118
3.5 生物感測器 118
3.5.1 電化學葡萄糖感測器 119
3.5.2 電化學乳酸感測器 122
3.6 光學感測器 122
3.6.1 光纖 122
3.6.2 光纖pO2感測器 123
3.6.3 光纖pH感測器 124
3.6.4 光纖pCO2感測器 125
3.6.5光纖壓力感測器 125
3.6.6光纖溫度感測器 126
3.6.7光纖免疫螢光感測器 126
3.7 本章小結 127
思考題： 127
參考文獻： 128
第四章 面向系統生物醫學的下一代測量技術 129
4.1背景 129
4.2系統生物學與系統生物醫學 129
4.3下一代測量技術 129
4.4 組學分析技術 129
4.5 展望 129
第五章 生物大數據的統計分析與深度學習 130
5.1生物統計學基礎 130
5.2傳統生物統計學及其套用 131
5.2.1生物統計量的計算和表征及其套用 131
5.2.2生物數據的中常見的幾種分布及其套用 132
5.2.3生物數據的分組和比較及其套用 136
5.2.4針對生物數據的假設檢驗及其套用 136
5.2.5 假設檢驗 136
5.3生物大數據與機率統計模型 138
5.3.1 Hidden Markov Model (HMM)及其套用 139
5.3.2 進化樹的機率模型 142
5.3.3 Motif finding中的機率模型 145
5.3.4 基因表達數據分析 147
5.3.5 基因網路推斷與分析 148
5.3.6 Dimension reduction及其套用 149
5.4 面向生物大數據挖掘的深度學習 151
5.4.1 深度學習方法的類型 152
5.4.2 深度學習 153
5.4.3 深度學習套用於生物大數據分析 155
5.5本章小結 157
思考題 157
參考文獻 159
第六章 生物材料與組織工程 161
6.1基本概念 161
6.1.1生物材料及其衍生醫療器械產品 161
6.1.2組織工程的出現及其發展 164
6.2 典型生物材料產品 165
6.2.1 心血管類 165
6.2.2 骨科及外科 167
6.2.3 齒科 170
6.2.4 眼科 171
6.2.5 其他 171
6.3 如何研發生物材料產品 172
6.3.1從實驗室到臨床套用的路徑 172
6.3.2生物材料產品的倫理學問題 174
6.4 新型生物材料及相關技術 174
6.4.1 3D生物列印 174
6.4.2 介入治療與生物材料 175
6.4.3 組織工程與再生醫學 175
思考題 177
參考文獻 177
第七章 醫學超聲與超聲斷層成像 178
7.1醫學超聲成像 178
7.1.1醫學超聲簡介 178
7.1.2現代超聲成像技術 179
7.2 超聲斷層成像現狀 179
7.2.1什麼是超聲斷層成像 179
7.2.2國際發展現狀 181
7.2.3國內發展現狀 185
7.3超聲斷層成像重建方法 187
7.3.1反射成像 187
7.3.2聲速、衰減成像 189
參考文獻 191
第八章 三維超聲成像與套用 194
8.1 什麼是三維超聲？ 194
8.1.1 二維超聲存在的問題 194
8.1.2 什麼是三維超聲成像技術？ 194
8.2 三維超聲的發展歷史 195
8.3 三維超聲成像技術的分類 196
8.3.1 基於機械掃描的三維超聲成像 196
8.3.2 自由臂三維超聲成像 201
8.3.3 基於三維探頭的三維超聲成像 204
8.4 三維超聲重建誤差分析 219
8.4.1 平行掃描重建誤差分析 220
8.4.2 偏轉掃描重建誤差分析 222
8.5 三維超聲圖像顯示 223
8.5.1 面繪製 224
8.5.2 多平面顯示 224
8.5.3 體繪製（volume rendering） 226
8.5.4 立體顯示（stereo view） 228
8.6 三維超聲的臨床套用 229
8.6.1 胎兒缺陷檢測 229
8.6.2 心血管疾病的診斷與治療 230
8.6.3 前列腺近放射治療（prostate brachytherapy） 232
8.6.4 頸動脈粥樣硬化分析91 238
8.6.5 基於三維超聲穿刺活檢術 242
8.7 本章小結 243
思考題 244
參考文獻 245
第九章 正電子發射斷層成像 255
9.1 基本概念 255
9.1.1 PET成像及套用意義 255
9.1.2 PET成像中的信息轉化 255
9.2 PET成像關鍵環節 257
9.2.1 正電子到伽馬光子 257
9.2.2 伽馬光子到可見光 259
9.2.3 可見光到電 262
9.2.4 模擬到數字 263
9.2.5 數據到圖像 265
9.3 全數字PET介紹 268
9.3.1 MVT採樣方法 268
9.3.2 全數字PET探測器 268
9.3.3 全數字PET系統 269
第十章 質譜成像方法 271
10.1引言 271
10.2質譜成像的原理和方法 271
10.2.1 MADLI-MS質譜成像 272
10.2.2 SIMS質譜成像 275
10.2.3 DESI質譜成像 275
10.2.4 三種質譜成像方法比較 276
10.3 質譜成像技術的套用 277
10.3.1 MALDI質譜成像技術套用 277
10.3.2 SIMS在生物組織成像套用 282
10.3.3 DESI質譜成像套用研究 283
10.4 前景與展望 284
參考文獻 285
