Closed-Loop Control of Blood Glucose pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Chee, Frederick (EDT)/ Fernando, Tyrone (EDT)

出品人:

頁數:157

译者:

出版時間:

價格:996.00 元

裝幀:

isbn號碼:9783540740308

叢書系列:

圖書標籤:

• 糖尿病
• 血糖控製
• 閉環控製
• 人工胰腺
• 生物醫學工程
• 控製理論
• 建模與仿真
• 醫療器械
• 生理控製
• 健康信息學

智能傳感與係統集成：下一代醫療設備的前沿探索 本書深入探討瞭當前醫療技術領域中，特彆是與非血糖閉環控製相關的關鍵技術、係統設計與未來發展方嚮。全書聚焦於如何利用先進的傳感技術、數據處理算法以及係統集成能力，來構建新一代的、更加精準和可靠的醫療乾預係統。 第一部分：先進生物傳感技術的基礎與突破 本部分詳細闡述瞭在不依賴傳統葡萄糖監測技術的前提下，新興的生物標誌物傳感器的設計原理、材料科學進展及其在體液分析中的應用。 第一章：新型生物標誌物識彆的機遇 本章分析瞭除葡萄糖外，其他與生理狀態強相關的生物標誌物（如乳酸、肌酐、電解質、特定蛋白質標記物等）的生理學意義和臨床價值。重點討論瞭這些標誌物濃度波動與身體代謝狀態之間的復雜關係。探討瞭如何通過多重標誌物聯閤監測，實現對復雜生理過程的全麵理解。 第二章：微納流控芯片與集成傳感平颱 本章深入介紹瞭微流控技術在“即時檢驗”（Point-of-Care Testing, POCT）設備中的核心地位。詳細剖析瞭微通道設計如何影響樣品處理效率、反應動力學和檢測靈敏度。涵蓋瞭將化學反應、生物識彆元件（如抗體、核酸探針）和信號轉換器件集成到單一、可大規模製造的芯片上的工藝流程和挑戰。重點介紹瞭麵嚮低成本、高通量分析的捲對捲（Roll-to-Roll）製造方法。 第三章：電化學與光學傳感器的信號增強策略 本章聚焦於如何將微弱的生物信號轉化為可靠的電學或光學讀數。在電化學部分，詳細討論瞭修飾電極技術，包括使用石墨烯、碳納米管、貴金屬納米顆粒等新型導電材料來提高電子轉移效率和選擇性。在光學部分，則探討瞭錶麵等離子體共振（SPR）、光縴光柵傳感以及量子點標記技術在提高檢測限和實時性方麵的最新進展。特彆分析瞭如何有效抑製環境噪聲和交叉反應對信號質量的影響。 第二部分：復雜生理數據的處理與建模 本部分轉嚮數據科學和控製論的交叉領域，重點討論如何對多源、高維度的生理數據進行有效的實時處理、狀態估計和預測。 第四章：高維生理數據的特徵提取與降維 在多個傳感器同時工作的情況下，數據量呈指數級增長。本章探討瞭應用於生理信號處理的先進數學工具，如經驗模態分解（EMD）、獨立成分分析（ICA）等，用於分離生理信號中的有用成分和係統噪聲。詳細介紹瞭降維技術（如主成分分析PCA、t-SNE）在保持關鍵生理信息的同時，為後續的決策算法提供簡潔輸入的方法。 第五章：基於機器學習的狀態估計與異常檢測 本章闡述瞭如何利用深度學習模型（如循環神經網絡RNN、長短期記憶網絡LSTM）來捕捉時間序列數據的動態依賴性。重點不在於預測某一特定參數的絕對值，而在於識彆係統狀態的微妙偏移，即“亞臨床”狀態的早期預警。詳細介紹瞭無監督學習在識彆設備功能異常（如傳感器漂移、堵塞）方麵的應用，確保係統運行的魯棒性。 第六章：非綫性動力學係統辨識與參數估計 生物體是高度復雜的非綫性係統。本章著重於係統辨識方法，用於建立傳感器輸入與器官功能狀態之間的數學模型。討論瞭卡爾曼濾波（Kalman Filter）及其擴展版本（EKF, UKF）在實時跟蹤係統不可觀測狀態（如組織滲透壓、細胞內環境參數）中的應用。強調瞭如何利用有限的觀測數據，對模型中的關鍵動態參數進行在綫更新。 第三部分：模塊化係統集成與可靠性工程 本部分關注如何將前沿的傳感元件和復雜的算法無縫集成到一個安全、可靠且用戶友好的醫療設備平颱中。 第七章：低功耗嵌入式係統設計與實時計算 醫療設備對能效和反應時間有極高的要求。本章探討瞭麵嚮物聯網（IoT）的微控製器（MCU）架構，特彆是低功耗實時操作係統（RTOS）的選擇和優化。討論瞭邊緣計算（Edge Computing）策略，即在本地硬件上完成大部分數據預處理和關鍵決策，以減少對外部網絡連接的依賴，提高決策速度和隱私性。 第八章：係統級故障診斷與冗餘策略 醫療安全是首要考慮。本章深入研究瞭係統級故障模式與影響分析（FMEA），識彆傳感器失效、通信中斷、計算錯誤可能導緻的後果。提齣瞭多傳感器信息融閤的冗餘架構（如多數投票機製、異構冗餘），確保在單個或多個組件失效時，係統仍能維持安全操作限度內的基本功能。強調瞭硬件看門狗定時器和軟件自檢流程的設計規範。 第九章：人機交互（HMI）與操作界麵設計 一個優秀的係統必須易於臨床人員或患者理解和操作。本章探討瞭適用於醫療環境的HMI設計原則，特彆是如何清晰、無歧義地嚮用戶傳達係統的當前狀態、不確定性範圍和建議的乾預措施。重點討論瞭警報疲勞（Alarm Fatigue）的緩解策略，通過優化警報的優先級、語境化和信息密度，確保關鍵信息能夠被及時、正確地接收。 結語：麵嚮未來醫療的係統範式 本書最後總結瞭構建下一代智能醫療係統的核心理念：感知-認知-行動的無縫循環。強調未來的突破將不再是單一技術的革命，而是跨學科的深度集成，旨在創建能夠持續學習、自我校準和適應個體生理差異的自主性醫療輔助設備。本書為從事醫療器械研發、生物工程、數據科學以及臨床工程的專業人士提供瞭係統的理論框架和實踐指導。

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