目錄 **章 人體系統的運行原理及數理模型構建 001 **節 人體系統的復雜性及建模的意義 002 一、人體機能研究的系統論方法 002 二、人體系統運行的核心原理 004 三、人體系統的復雜性 007 四、系統建模的意義 009 第二節 人體系統建模概論 011 一、模型分類及典型的人體系統模型 011 二、建模的基本流程 015 三、人體系統線性系統建模及計算機仿真概述 019 第三節 典型生理系統建模 034 一、心血管血流模型 034 二、呼吸系統模型 043 三、生理系統的穩態分析 053 第二章 人體信號的檢測與醫學儀器原理 065 **節 引言 066 一、人體信號的類型及特征 066 二、人體信號檢測的基本原理 067 第二節 醫學儀器的一般結構與整體設計 070 一、醫學儀器的基本組成與工作方式 070 二、醫學儀器的主要性能參數和技術特性 072 三、生物醫學測量中的噪聲、干擾與信號放大 075 四、醫學儀器設計的原則、過程及產品化 078 第三節 基本生命體征的測量原理及相關儀器 080 一、人體的體溫、血壓、呼吸、脈搏參數的特征 080 二、溫度傳感器及體溫計 083 三、壓力傳感器及血壓計 085 四、呼吸功能監測及儀器 089 五、多參數監護儀器 091 六、可穿戴傳感器及智能儀器前沿 093 第四節 生物電信號的測量原理及相關儀器 094 一、生物電信號的類型及基本特征 094 二、細胞動作電位的測量 097 三、體表生物電測量原理 099 四、心電圖儀 101 五、腦電圖儀 104 六、肌電圖儀 107 第五節 血液常規檢測 109 一、血常規檢測指標、參數和基本特征 109 二、血細胞計數原理 117 三、血紅蛋白測定原理 118 四、血細胞分析儀 118 五、血液檢測技術發展前沿及應用 119 第六節 血氣分析及血液凝固分析 120 一、血氣、血凝分析指標的類型及特征 120 二、血氣測量原理及血氣分析儀 124 三、電解質分析儀 128 四、血凝分析儀 130 五、血氣檢測技術發展前沿及應用 133 第七節 尿液常規檢測 133 一、尿常規檢測指標、參數及特征 133 二、尿液干化學分析 136 三、尿液有形成分分析 138 四、尿液檢測技術發展前沿及應用 142 第八節 臨床生化參數的檢測 145 一、主要臨床生化檢測指標及分類 145 二、基于酶促反應的檢測 146 三、基于免疫反應的檢測 148 四、其他檢測原理 152 五、全自動生化分析儀 153 六、基因檢測 154 七、生化檢測技術發展前沿及應用 156 第九節 醫學康復類儀器 158 一、康復評估儀器 159 二、康復運動訓練儀器 166 三、康復理療儀器 178 第三章 細胞 183 **節 細胞的基本功能及運行原理 184 一、細胞膜的物質轉運功能及運行原理 184 二、細胞的生物電現象及運行原理 185 第二節 虛擬仿真實驗 187 一、靜息電位、動作電位的測量及其影響因素 187 二、Hodgkin 電壓鉗虛擬實驗 189 第四章 血液系統 192 **節 血液系統的運行原理 192 一、血液凝固的過程 192 二、人 ABO 血型系統 193 三、血液的氧氣運輸 194 第二節 人體機能實驗 195 人 ABO 血型的測定 195 第三節 虛擬仿真實驗 196 一、血液性缺氧造模及指標檢測虛擬仿真實驗 196 二、基于 ESP 智能模擬病人的血液性缺氧(一氧化碳中毒)臨床案例 200 第五章 循環系統 204 **節 心血管系統的運行原理 205 一、心臟系統的運行原理 205 二、血管和血流動力學運行原理 227 三、血壓調節運行原理 229 四、心血管系統的神經 - 體液調節運行原理 238 第二節 人體機能實驗 246 一、人體動脈血壓和心電圖的測定 246 二、運動對循環功能的影響 248 第三節 虛擬仿真實驗 249 一、影響動脈血壓的因素 249 二、失血性休克及其搶救虛擬仿真實驗 251 三、急性心肌梗死的機制分析及救治虛擬仿真實驗 252 四、鉀代謝紊亂對心電圖的影響 254 五、急性左心衰竭及其救治:心力衰竭的發病機制——心臟負荷 255 六、心臟瓣膜病血流動力學和心臟變化 256 第六章 呼吸系統 259 **節 呼吸系統的運行原理 260 一、外呼吸的運行原理 260 二、機械通氣的原理 264 第二節 人體機能實驗 264 一、肺通氣功能測定 264 二、人體呼吸運動描記及其影響因素 267 三、基于 ESP 驅動的可穿戴設備人體實驗——氣胸 269 第三節 虛擬仿真實驗 271 一、呼吸生理虛擬仿真實驗 271 二、急性肺水腫 273 三、氣胸及其搶救 275 四、COPD 合并呼吸衰竭虛擬患者實驗 277 第七章 消化系統 281 **節 消化系統的運行原理 281 一、消化道平滑肌電位與機械收縮的關系原理 282 二、胃內消化 286 第二節 人體機能實驗 291 一、唾液分泌及影響因素 291 二、消化道推進和混合食物的過程 293 第三節 虛擬仿真實驗 294 一、腸道平滑肌受體動力學實驗 294 二、消化道平滑肌的電活動虛擬仿真實驗 296 三、基于 ESP 的消化液生理調控機制仿真實驗 297 四、急性中毒性肝損傷及治療 300 五、門脈性肝硬化虛擬仿真實驗 303 第八章 泌尿系統 308 **節 泌尿系統的運行原理 309 一、腎小球濾過的運行原理 309 二、腎小管重吸收和分泌的運行原理 311 三、尿液的濃縮及稀釋的運行原理 313 第二節 人體機能實驗 318 一、水利尿實驗:大量飲用清水和生理鹽水對尿生成影響的差異分析 318 二、基于可穿戴病理馬甲的虛擬仿真實驗:急性腎衰竭 319 第三節 虛擬仿真實驗 323 一、影響尿液生成的綜合實驗 323 二、藥物所致的急性腎損傷 326 三、大量失血導致腎前性急性腎衰竭 329 四、尿路梗阻——輸尿管結石對腎功能的影響 332 第九章 內分泌和能量代謝系統 336 **節 內分泌和能量代謝系統的運行原理 336 一、甲狀腺激素的合成及其調節 336 二、血糖的調節 338 三、酮癥酸中毒 339 四、代謝率的檢測 340 第二節 人體機能實驗 341 一、人體代謝分析實驗 341 二、基于糖尿病酮癥酸中毒臨床案例的可穿戴虛擬仿真實驗 344 第三節 虛擬仿真實驗 346 一、甲狀腺激素對基礎代謝率的影響 346 二、人體血糖調節虛擬仿真實驗 349 三、1 型糖尿病及其常見并發癥虛擬仿真實驗 350 第十章 神經與肌肉系統 353 **節 神經與肌肉系統的運行原理 354 一、神經元突觸后電位產生原理 354 二、反射與反射弧 356 三、神經肌肉活動的信號檢測 361 四、聽覺產生原理 365 第二節 人體機能實驗 368 一、單收縮和復合收縮 368 二、肌電圖記錄及尺神經傳導速度測定 370 三、手掌握力測定和疲勞試驗 373 四、人體腱反射檢測 375 第三節 虛擬仿真實驗 377 一、基于 ESP 內核的聽覺系統虛擬仿真實驗 377 二、探究癲癇模型小鼠認知功能障礙 的行為學虛擬實驗 388 主要參考文獻 392 中英文專業詞匯索引 393