Computer Modeling in Bioengineering

作者:Kojic, Milos/ Filipovic, Nenad/ Stojanovic, Boban/ Kojic, Nikola

页数:466

出版时间:2008-6

价格:1396.00元

isbn号码:9780470060353

具体描述

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Bioengineering is a broad–based engineering discipline that applies engineering principles and design to challenges in human health and medicine, dealing with bio–molecular and molecular processes, product design, sustainability and analysis of biological systems. Applications that benefit from bioengineering include medical devices, diagnostic equipment and biocompatible materials, amongst others. Computer Modeling in Bioengineering offers a comprehensive reference for a large number of bioengineering topics, presenting important computer modeling problems and solutions for research and medical practice. Starting with basic theory and fundamentals, the book progresses to more advanced methods and applications, allowing the reader to become familiar with different topics to the desired extent. It includes unique and original topics alongside classical computational modeling methods, and each application is structured to explain the physiological background, phenomena that are to be modeled, the computational methods used in the model, and solutions of typical cases. The accompanying software contains over 80 examples, enabling the reader to study a topic using the theory and examples, then run the software to solve the same, or similar examples, varying the model parameters within a given range in order to investigate the problem at greater depth. Tutorials also guide the user in further exploring the modeled problem; these features promote easier learning and will help lecturers with presentations. Computer Modeling in Bioengineering includes computational methods for modelling bones, tissues, muscles, cardiovascular components, cartilage, cells and cancer nanotechnology as well as many other applications. It bridges the gap between engineering, biology and medicine, and will appeal not only to bioengineering students, lecturers and researchers, but also medical students and clinical researchers.

用户评价

坦率地说，最初翻开这本书时，我对它抱有一种审慎的怀疑态度——市面上关于计算方法的书籍汗牛充栋，真正能将复杂计算技术“翻译”成生物学语言的实在太少。然而，这本书成功地做到了这一点。它的叙事风格极其流畅，仿佛一位经验丰富的老教授在耐心地引导学生。我印象最深的是它对生物体几何形状参数化的处理。无论是血管树的生成还是骨骼微结构的重构，书中都提供了详尽的算法步骤，而不是仅仅提供一个调用库函数的示例。这对于希望深入理解底层机制，甚至自己开发定制化算法的读者来说，具有不可估量的价值。我甚至可以想象，如果将其作为研究生课程的教材，学生们不仅能学会使用工具，更能理解工具背后的数学原理，从而真正具备解决未知问题的能力。书中的案例选取得非常贴合实际临床需求，比如药物释放动力学的模拟，这使得理论学习和未来职业发展之间架起了一座坚实的桥梁。

这本书的排版和图文配比简直是教科书级别的典范。我最近在研究组织再生工程中的支架设计，经常需要处理多孔介质的渗透率计算，这是一个非常考验计算资源和算法效率的问题。这本书中关于“有效介质理论”的介绍非常透彻，它用直观的二维截面图展示了孔隙结构如何影响宏观的流体传输特性，这一点远胜过那些只提供公式推导的纯数学书籍。更值得称赞的是，作者在引入新概念时，总是先从一个简化的、类比的生物学问题切入，逐步增加复杂性，这种“脚手架式”的教学方法大大降低了读者的认知负荷。我很少看到一本科普性与专业性结合得如此完美的书籍。它没有为了追求高深而故作艰涩，也没有为了通俗而牺牲严谨性，这在专业计算建模领域是一个非常难得的平衡点。

作为一名致力于生物医学成像和信号处理的研究人员，我原以为这本书会太过偏重于结构生物学或机械工程的范畴，但阅读后我发现自己的预判完全错误。这本书的结构设计非常巧妙，它没有将生物工程的各个分支割裂开来，而是展现了一种高度的交叉融合性。最让我受益匪浅的是其中关于“模型验证与不确定性量化”的章节。在我的工作中，我们经常面临传感器噪声和数据采集误差带来的挑战，如何客观地评估模型的可靠性是至关重要的。这本书详细阐述了几种先进的统计学方法来处理模型中的参数不确定性，并给出了一系列量化的指标，这比我以往依赖的经验判断要严谨和科学得多。它不仅仅是教你怎么“建”模型，更教会了你如何“信任”你建立的模型。我特别欣赏作者在讨论软件工具时的客观态度，既指出了主流商业软件的优势，也探讨了开源工具包的灵活性，这种平衡的视角让读者能够根据自己的资源和需求做出最合适的选择，而不是盲目地追逐热点软件。

这本《计算机建模在生物工程中的应用》简直是为我量身定做的宝典！我之前在学习生物力学时，总是感觉那些复杂的公式和抽象的概念难以在脑海中形成清晰的图像，尤其是在处理组织应力分析或者流体动力学模拟时，更是感到力不从心。这本书的出现，彻底改变了我的学习方式。作者并没有仅仅停留在理论的堆砌上，而是用大量的实例和清晰的图示，将那些晦涩难懂的数学模型与真实的生物系统紧密地联系起来。比如，在讲述心脏瓣膜的血液流动模拟时，书中详细展示了如何利用有限元分析（FEA）来评估不同材料对瓣膜寿命的影响，配图极其精美，连我这个对编程不太感冒的人，都能大致理解其背后的逻辑。更让我惊喜的是，它还涉及了一些前沿领域，比如利用多尺度建模来研究细胞级别的相互作用，这对于我目前正在尝试的组织工程项目来说，简直是提供了绝佳的思路和方法论指导。我感觉自己不再是孤军奋战于理论的迷宫中，而是有了一个清晰的地图和专业的向导。这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，既能满足初学者的入门需求，也能为资深研究者提供新的视角和工具箱。

对于我这种需要频繁与生物实验人员沟通的项目经理来说，这本书的价值在于它提供了一种“共同语言”。在项目会议中，我常常需要向生物学家解释为什么我们基于某些假设进行模拟，以及模拟结果的局限性在哪里。过去，我很难用非工程师的语言准确描述计算流体力学（CFD）的边界条件设置或是网格划分的影响。但是，这本书中对不同建模方法适用性的讨论，尤其是在“计算成本与生物学精度”之间的权衡分析，为我提供了极佳的措辞和论据。它清晰地区分了“近似”和“简化”的概念，让我能够更有效地管理团队的预期。这本书与其说是一本技术手册，不如说是一本战略规划指南，它帮助我从更宏观的视角审视生物工程中的计算决策过程，从而确保我们的建模工作能够真正服务于生物学目标，而不是仅仅炫技于复杂的算法之上。