Biomedical Applications of Vibration and Acoustics in Therapy, Bioeffect and Modeling

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出版者:
作者:Al-jumaily, Ahmed (EDT)/ Alizad, Azra (EDT)
出品人:
页数:378
译者:
出版时间:
价格:1104.00 元
装帧:
isbn号码:9780791802755
丛书系列:
图书标签:
  • Biomedical Engineering
  • Vibration Therapy
  • Acoustics
  • Bioeffects
  • Modeling
  • Therapy
  • Medical Physics
  • Ultrasound
  • Mechanobiology
  • Biomedical Applications
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具体描述

物理疗法与生物医学工程的前沿探索:声学与振动在临床实践中的应用 书籍简介 本书深入探讨了物理疗法领域中,利用振动和声波作为工具,在生物医学应用中的前沿进展与理论基础。全书聚焦于这些物理能量如何与生物组织相互作用,并产生可测量的、有益的生理效应,从而为疾病的诊断、治疗及康复提供创新的解决方案。 本书旨在构建一个理论与实践紧密结合的知识框架,覆盖从基础声学原理到复杂的生物力学模型,再到临床应用案例的完整链条。我们着重强调声学(包括超声波、次声波和可闻声波)和机械振动(从微观尺度的细胞刺激到宏观尺度的全身振动)在软组织修复、骨骼再生、疼痛管理以及神经调控等关键医学领域的作用。 第一部分:基础物理原理与生物相互作用 本部分为理解后续应用奠定了坚实的物理和生物学基础。 第一章:振动与声波的物理特性与生物传递 本章详细解析了振动(包括低频、中频和高频振动)和声波(横波与纵波)的产生、传播机制及其在不同介质中的衰减特性。重点讨论了声阻抗匹配、声聚焦效应以及机械能向生物组织内部的有效耦合方式。内容涵盖了探头设计、能量密度控制以及如何最小化非预期热效应和空化效应的物理学要求。我们深入分析了机械波在流体动力学和固体力学中的行为,为理解其在血液动力学和细胞膜扰动中的作用做铺垫。 第二章:细胞与分子水平的生物物理响应 本章将焦点从宏观物理转向微观生物学。探讨了机械刺激如何被细胞感知、转导并最终影响基因表达和蛋白质合成。详细介绍了机械敏感性离子通道(MSCs)的激活机制,以及整合素(Integrins)在细胞与细胞外基质(ECM)间力学信号传递中的核心作用。分析了特定频率和强度的声波或振动如何诱导应力纤维(Stress Fibers)的重塑,影响细胞迁移、增殖和分化(特别是成骨细胞、成纤维细胞和神经元)。此外,本章还涵盖了介质粘弹性对声波散射和吸收的影响,以及如何利用这些参数来量化生物组织的健康状态。 第二部分:临床诊断与治疗技术 本部分着眼于将基础理论转化为可操作的临床工具。 第三章:诊断性声学成像与定量分析 本章聚焦于高分辨率声学技术在疾病早期诊断中的潜力。除了传统的B型超声成像,我们深入探讨了声辐射力成像(ARFI)和剪切波弹性成像(SWE)的工作原理。这些技术允许临床医生对组织硬度、弹性模量进行定量评估,这在肝脏纤维化、乳腺肿瘤边界识别和动脉粥样硬化斑块风险评估中至关重要。本章还讨论了利用多普勒声学评估微循环灌注的先进方法。 第四章:治疗性声波的应用:聚焦与消融 本章详细阐述了高强度聚焦超声(HIFU)的原理及其在无创治疗中的应用。内容包括声学透镜的设计、能量的精确聚焦技术,以及如何通过热消融(Thermal Ablation)和机械性(空化)消融来靶向性地破坏肿瘤组织或致痛神经节。特别关注了HIFU在血脑屏障(BBB)暂时性开放中的应用,以增强药物递送效率。同时,也讨论了低强度脉冲超声(LIPUS)在促进骨折愈合和软骨修复中的作用机制与剂量控制。 第五章:振动疗法在运动康复与疼痛管理中的应用 本章系统梳理了机械振动在康复医学中的应用谱系。内容涵盖了局部振动治疗(局部冲击波和微振动)对肌肉痉挛的缓解、深层筋膜松解的作用。详细分析了全身振动训练(WBVT)对老年人群骨密度维持、平衡能力和肌肉力量提升的量化效果。本章强调了振动参数(频率、幅值、作用时间)与生理效应之间的剂量依赖关系,并探讨了振动与传统运动疗法相结合的协同效应。 第三部分:生物力学建模与未来展望 本部分着眼于理论模型的构建和未来技术的开发方向。 第六章:生物组织力学建模与数值模拟 本章探讨了如何利用有限元法(FEM)和计算流体力学(CFD)来模拟声波在复杂几何结构(如血管、关节)中的传播和能量沉积。内容包括构建各向异性、非线性、粘弹性材料的生物力学本构模型。通过精确的数值模拟,研究人员可以预测特定声学参数对组织应力分布的影响,从而优化治疗方案,减少对周围健康组织的损伤。 第七章:新兴交叉领域与个性化治疗 本章展望了振动与声学技术在生物医学工程中的新兴应用。包括利用声流体学(Acoustophoresis)进行细胞分选和活细胞分析。讨论了如何将生物反馈与振动技术结合,实现个性化康复训练。此外,还探讨了超声技术在新型生物材料(如声敏性水凝胶)驱动下的药物释放系统中的潜力。本章强调了跨学科合作(物理学、工程学、临床医学)在推动该领域创新中的核心价值。 本书结构严谨,逻辑清晰,既为生物医学工程专业的学生和研究人员提供了深入的理论基础,也为物理治疗师和临床医生提供了基于证据的、先进的工具和技术指导。通过对这些非侵入性物理能量的精确控制和理解,本书致力于推动精准康复和微创治疗的新纪元。

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读后感

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读到这本书的名字《Biomedical Applications of Vibration and Acoustics in Therapy, Bioeffect and Modeling》,我立刻被它所蕴含的跨学科魅力所吸引。现代医学的发展越来越依赖于物理学原理的深入理解和应用,而振动和声学作为物理学中两个基础且重要的分支,与生命科学的结合无疑是极具潜力的。我猜测这本书的读者群体非常广泛,从医学研究人员到生物工程师,甚至对健康科技感兴趣的普通读者,都能从中找到自己感兴趣的部分。书中很可能涉及了多种疗法,例如利用声波的机械效应来改善血液循环,或者通过特定频率的振动来刺激神经再生。另一方面,“Bioeffect”这个词让我联想到书中会详细解释振动和声波如何在细胞和分子层面引发反应,这对于理解其治疗机理至关重要。而“Modeling”则预示着书中会运用数学和计算机模型来模拟这些生物效应,从而更精准地预测和优化治疗方案。我想象着书中可能出现的案例,比如利用聚焦超声技术进行肿瘤消融,或者通过振动来辅助康复训练。这本书仿佛是一扇窗,让我能够窥见未来医学的无限可能,我对它所能带来的知识和启发充满期待。

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这本书的封面设计非常吸引人,深邃的蓝色背景搭配着抽象的声波和振动图形,给人一种既科学又充满神秘感的联想。我一直对生物医学领域中那些看似微小但影响深远的物理现象很感兴趣,而“振动”和“声学”这两个词汇直接点燃了我对这本书的好奇心。我猜想,这本书可能会深入探讨声音和机械振动在疾病治疗、生理调控甚至疾病机理研究中的潜在应用。比如,我们都知道超声波在医学影像中应用广泛,但这本书是否会揭示其在更深层次的生物组织作用,例如通过特定频率的振动来促进细胞修复,或者利用声波的能量来分解病灶?又或者,它会介绍一些非侵入性的声学疗法,例如通过特定的声音频率来缓解疼痛,甚至调节情绪?我对这本书可能包含的案例研究和实验数据充满了期待,希望能从中一窥这些前沿科学的实际应用场景。而且,“Bioeffect and Modeling”这个副标题更是让我觉得这本书不仅仅停留在理论层面,而是会涉及对这些生物效应的深入理解和科学建模,这对于任何想要在这一领域进行深入研究的读者来说,都将是宝贵的财富。我非常期待它能打开我对这一领域的全新认知。

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这本书的标题《Biomedical Applications of Vibration and Acoustics in Therapy, Bioeffect and Modeling》唤起了我对物理疗法复兴的兴趣,特别是那些依赖于自然物理现象的疗法。我一直认为,相比于高度依赖药物的治疗方式,基于物理原理的干预手段往往具有更少副作用且更可持续的优势。因此,我推测这本书将深入探讨如何利用振动和声波来治疗各种疾病,不仅仅是那些显而易见的,比如用超声波进行理疗,我更期待书中能够展现一些更前沿或不为人知的应用。例如,书中是否会介绍如何利用微弱的机械振动来激活免疫系统,或者通过特定的声学信号来调节人体的内分泌系统?“Bioeffect and Modeling”副标题则让我看到了这本书的科学严谨性,它不会仅仅停留在经验层面,而是会深入剖析这些物理因素作用于生物体的具体机制,并可能提供相应的数学模型来量化和预测这些效应。我非常好奇书中是否会包含一些关于生物力学和声学传播在人体内复杂相互作用的详细描述,以及如何通过精确控制这些参数来达到最佳的治疗效果。这本书给我一种感觉,它将是一次关于身体与声波、振动之间微妙而深刻对话的探索之旅。

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仅仅是看到《Biomedical Applications of Vibration and Acoustics in Therapy, Bioeffect and Modeling》这个书名,就足以让我产生无限的遐想。我一直认为,人类的身体本身就是一个精密的振动和声学系统,而本书的标题则暗示了我们可以通过理解和操纵这些系统来改善健康。我非常好奇书中会呈现哪些创新的治疗方法,比如是否会介绍利用特定频率的声波来改善睡眠质量,或者通过轻微的振动来缓解慢性疼痛。更为吸引我的是“Bioeffect and Modeling”的部分,这表明本书并非停留在表面应用,而是会深入探讨振动和声学对生物体产生的具体生理效应,并辅以科学的数学模型来解释这些现象。我想象着书中会详细介绍声波在组织中的传播特性,以及不同振动模式如何影响细胞的生理活动。我期待书中能够提供一些突破性的见解,解释如何利用这些物理学原理来开发更有效、更安全的治疗方案。这本书给我一种感觉,它是一把钥匙,能够开启理解和利用身体内在潜力的全新视角,我对此充满期待。

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我被《Biomedical Applications of Vibration and Acoustics in Therapy, Bioeffect and Modeling》这个书名深深吸引,它预示着一个令人兴奋的研究领域。我一直对那些能够“听见”身体语言并与其“对话”的技术感到着迷,而振动和声学恰恰扮演着这样的角色。我猜测这本书将详细阐述如何将这些物理现象转化为有效的治疗手段。也许书中会介绍如何利用特定的声频来缓解焦虑和压力,或者通过精确控制的机械振动来帮助骨骼愈合。更让我感兴趣的是“Bioeffect”这个词,它暗示着书中会深入探讨这些物理刺激对细胞、组织乃至整个机体的真实影响,无论是积极的促进作用还是潜在的风险。而“Modeling”则意味着这本书会提供科学的框架来理解和预测这些生物效应,这对于未来的个性化治疗至关重要。我设想着书中会充斥着各种有趣的实验和案例,比如利用声波来靶向递送药物,或者通过振动来增强组织的再生能力。这本书似乎不仅仅是一本技术手册,更是一次关于生命与物理规律巧妙结合的深度探索,我迫不及待地想知道它会带给我怎样的惊喜。

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