数值方法在生物医学工程中的应用

节选

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第1部分 基础知识
第1章 生物医学系统建模
1.1 生物医学工程
生物医学工程是工程技术的一个分支，用来解决生物学和医学中的有关问题。本书是面向生物医学领域工程人员的一本数值方法人门教程。数值方法就是利用计算机进行精确、有效、稳定的计算的一种数学方法，它是工程人员利用计算机分析系统行为的工具。本书讲述的数值方法用于求解生物医学系统的数学模型。
生物医学领域的工程人员利用电子、机械、化学、材料以及计算机工程等许多传统学科的原理、方法和技术解决各种生物医学难题。所涉及的技术包括：电子工程方面的电路和系统、图像和图像处理、仪器、测量和传感器等；机械工程方面的流体力学、固体力学、热传导、机器人和自动化以及热力学等；化学工程方面的物质运输现象、聚合物和材料、生物技术、药物设计以及药品生产等。
工程人员如果要应用这些理论解决生命科学和医疗保健领域中的各种问题，就必须同时了解和熟悉系统水平、细胞水平以及分子水平的生物学解剖知识和生理知识。如果涉及医疗保健领域的工作，还需要熟悉心血管系统、神经系统、呼吸系统、循环系统、肾脏系统以及体液系统等生理知识。
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本书特色

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深入浅出并系统全面地介绍了数值计算的基本理论和各种方法．以及MATLAB、Simulink等计算工具的使用方法；
大量列举了分子、细胞和生理等各个不同层次生物医学系统的建模和求解实例，所涉及的研究内容非常广泛，包括生物力学、组织工程、信号处理和图像处理、分子生物学、生物医学仪器，药物代谢动力学等等，很好地反映了生物医学工程交叉学科的特点；
不论是对数值计算的基本方法，还是对生物医学系统的建模实例．书中都提供了完整的MATL人B程序，详细说明了各种数值解法，
各章*后附有练习题，适合作为教材使用。

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内容简介

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本书是一部全面介绍生物医学领域仿真建模和数值求解方法的教科书，主要包括4部分内容：生物医学系统的特性和行为，以及数学建模的基础知识；稳态系统建模的方法和常规求解方法，并举例说明了这些方法在分子、细胞和生理各个不同层次的生物医学系统中的应用；动态生物系统的建模和数值求解方法，重点分析了含有常微分方程或偏微分方程的多维生物医学系统的动态模型；举例说明数值方法在复杂生物系统仿真建模中的综合应用。本书的内容十分广泛和全面，所介绍的数值方法不仅包括代数方程、常微分方程和偏微分方程的求解方法，还包括数值解的稳定性分析和统计分析等内容，以及MATLAB、Simulink编程仿真工具和PHYSBE等仿真系统。
书中列举了大量生物医学研究领域的问题求解实例，所涉及的范围非常广泛，并且都给出了完整的仿真计算程序，实用性很强。因此，本书不仅可以作为国内生物医学工程专业本科生或研究生课程的教材，还可以作为生物学、生物材料、生物化学、生物物理学以及生理学等其他专业开设的定量生物学课程的教材，另外，对于致力于生物医学系统仿真建模和数值分析的其他技术人员和研究人员也是一本很好的参考书。

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目录

译者序前言第1部 分基础知识 第1章生物医学系统建模 1.1 生物医学工程 1.2 生物医学工程的基本特点 1.3 创建工程模型 1.3.1 问题求解的基本步骤 1.3.2 建立守恒定律的数学公式 1.3.3 平衡方程的应用 1.4 利用计算机求解生物医学模型的范例 1.4.1 实时PCR效率的建模仿真 1.4.2 经颅磁刺激的建模 1.4.3 心脏电生理建模 1.4.4 应用数值方法模拟心血管系统对于重力作用的反应 1.5 本书概况 1.5.1 第l部分：基础知识 1.5.2 第2部分：系统的稳态行为（代数模型） 1.5.3 第3部分：系统的动态行为（微分方程） 1.5.4 第4部分：建模工具及其应用 1.6 本章学习要点 1.7 习题 1.8 参考文献 第2章 计算技术入门 2.1 绪论 2.2 计算机在生物医学工程中的角色 2.3 程序设计语言工具及方法 2.3.1 顺序语句 2.3.2 条件执行语句 2.3.3 循环语句 2.3.4 封装 2.4 MATLAB的数据结构基础 2.4.1 数的表示 2.4.2 数组 2.4.3 字符和字符串 2.4.4 逻辑（布尔）数据类型 2.4.5 元胞和元胞数组 2.4.6 MATLAB没有明确定义的数据结构 2.4.7 数据类型转换 2.5 面向对象系统简介 2.6 算法分析和程序分析 2.6.1 算法的复杂度 2.6.2 运算时间的计算 2.7 本章学习要点 2.8 习题 第3章 数值分析的概念 3.1 科学计算 3.2 数值算法及其误差 3.3 泰勒级数 3.4 减小误差 3.5 MATLAB的浮点数表达 3.5.1 浮点数表达的IEEE 754标准 3.5.2 浮点数的算术运算、截断和舍人 3.5.3 舍入误差的累积和消去误差 3.6 本章学习要点 3.7 习题 3.8 参考文献第2部分 系统的稳态行为 第4章 生物医学系统的线性模型 4.1 绪论 4.2 线性生物医学系统举例 4.2.1 生物力学中的力平衡 4.2.2 生物医学图像以及图像处理 …… 第5章 生物医学系统中的非线性模型第3部分 系统的动态行为 第6章 有限差分法、插值法和积分法 第7章 动态系统：常微分方程 第8章 动态系统：偏微分方程第4部分 建模工具及其应用 第9章 测量、建模与统计分析 第10章 生物医学系统的建模仿真：应用举例附录

封面

书名:数值方法在生物医学工程中的应用

作者:史丹利

页数:514

定价:¥78.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2009-01-01

ISBN:9787111253655

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