临床医学工程教程

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出版者:人民卫生
作者:杨虎
出品人:
页数:570
译者:
出版时间:2007-1
价格:69.00元
装帧:
isbn号码:9787117083751
丛书系列:
图书标签:
  • 临床医学工程教程
  • 生物医学工程
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  • 医学工程
  • 生物医学工程
  • 医疗器械
  • 医学物理
  • 康复工程
  • 生物材料
  • 医疗设备
  • 临床工程
  • 医学技术
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具体描述

现代科学技术的进步,现代工程技术、计算机技术、信息科学与现代医学的密切结合形成的临床医学工程学是诸多现代科学技术知识交融的一个重要学科,已成为当今医疗卫生事业发展的主要支柱之一。

目前国内尚缺少能够满足上述任务需求的教材,为此中国生物医学工程学会、北京生物医学工程学会临床工程与管理委员会决定组织国内的医学、医学工程、医院管理、计算机信息等领域的院士、教授、专家、学者编写《临床医学工程教程》一书。

本书以中国生物医学工程学会理事长、中国医学科学院院长、中国协和医科大学校长、中国工程院副院长刘德培院士的题词“加强临床医学工程教育,促进医疗卫生事业发展”作为本书的宗旨。

好的,这是一份图书简介,内容与《临床医学工程教程》无关: --- 《量子纠缠与信息科学前沿探索》 本书导言:信息时代的基石与未来视界 在二十一世纪的科技浪潮中,信息科学以前所未有的速度重塑着人类社会的面貌。从基础物理学的微观世界到宏大的计算系统,信息的产生、传输、存储与处理构成了现代文明的核心驱动力。本书《量子纠缠与信息科学前沿探索》正是在这一宏大背景下,致力于为科研人员、高年级本科生及研究生提供一个深入、系统且富有洞察力的知识框架,聚焦于信息科学最前沿、最具颠覆性的基石——量子纠缠现象及其在信息处理中的革命性潜力。 本书并非简单的教科书式知识堆砌,而是一部旨在激发创新思维、连接理论深度与实际应用的探索之作。我们力求在严谨的物理学原理基础上,清晰阐释信息科学如何从经典范式跃迁至量子领域,并详细剖析当前研究的瓶颈与未来突破口。 第一部分:量子力学基础与信息论的融合 本部分奠定了理解后续复杂概念所需的理论基石。我们首先回顾了量子力学的核心公设,重点强调了波函数、算符、本征态等概念在描述物理实在中的作用。随后,我们引入了信息论的经典概念,如香农熵、信道容量等,为后续的量子信息熵奠定基础。 关键章节详述: 1. 狄拉克符号与希尔伯特空间: 详细讲解如何利用抽象的数学工具描述量子态,这是进行量子计算和通信的基础语言。 2. 量子测量理论的物理诠释: 探讨测量过程对量子态的影响,特别是投影假设及其在信息提取中的角色。 3. 信息熵的扩展: 引入冯·诺依曼熵(Von Neumann Entropy),并对比其与经典香农熵的异同,解释熵在描述量子纯态和混合态时的物理意义。 第二部分:纠缠的本质、量化与生成 纠缠,爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”,是量子信息科学中最核心、最神秘的资源。本部分将揭示纠缠的内在机理,并提供精确的量化方法。 核心内容聚焦: 1. 纠缠态的数学描述: 区分可分离态(Separable States)和纠缠态(Entangled States),重点分析贝尔态(Bell States)作为基本两体纠缠源的构建和性质。 2. 纠缠的度量方法: 详细介绍如何量化纠缠的“强度”,包括纠缠熵(Entanglement Entropy)、纠缠见证(Entanglement Witnesses)以及纠缠纯度(Concurrence)等多种指标,并讨论它们各自的适用场景。 3. 纠缠的制备与操控实验基础: 概述在光子、原子、超导电路等不同物理平台上实现双体及多体纠缠态的实验技术,如自发参量下转换(SPDC)、囚禁离子技术中的拉曼耦合等,强调相干性保持的重要性。 第三部分:量子计算的理论框架与算法前瞻 量子计算是利用量子叠加和纠缠特性实现超越经典计算能力的目标。本部分深入探讨量子计算的模型、基本门操作及其在特定问题上的优势。 重点突破方向: 1. 量子门与通用量子计算模型: 详细解析单比特和多比特量子门(如Hadamard, CNOT, Toffoli),并阐述通用量子门集(Universal Gate Sets)如何构建任意量子电路。 2. 关键量子算法的深入剖析: 不仅介绍Shor算法和Grover算法的基本原理,更侧重于其背后的量子并行性和振幅放大机制。我们还将探讨量子近似优化算法(QAOA)在解决组合优化问题中的应用潜力。 3. 量子纠错码: 面对量子退相干的挑战,本部分专门辟出一章介绍如何利用纠缠和冗余原理构建稳定的量子纠错码(如Shor码、表面码),这是实现容错量子计算的关键步骤。 第四部分:量子通信与网络的前沿应用 量子纠缠的应用远超计算范畴,它正在彻底改变信息传输的安全性与效率。 实践与未来展望: 1. 量子密钥分发(QKD): 详细解析基于BB84协议和E91协议(基于纠缠)的安全性原理,强调其对窃听的无条件安全性。 2. 量子隐形传态(Quantum Teleportation): 阐释如何利用纠缠作为媒介,将未知量子态从一地精确传输至另一地,这是未来量子互联网的核心技术。 3. 量子中继器与网络架构: 探讨长距离量子通信面临的衰减和相干性损失问题,介绍纠缠交换(Entanglement Swapping)和构建量子中继器的理论模型,展望全球量子互联网的可能图景。 总结与读者展望 《量子纠缠与信息科学前沿探索》旨在成为连接基础物理与尖端信息技术的桥梁。本书强调理论的严谨性,并时刻关注实验技术的最新进展。阅读本书,读者将不仅掌握描述量子世界的数学工具,更将理解纠缠这一深刻物理现象如何在未来信息技术革命中扮演决定性的角色。我们期待本书能够启发新一代的科学家和工程师,去探索并实现那些曾经被视为科幻的未来计算与通信蓝图。 ---

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读后感

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用户评价

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作为一个对微创手术和机器人技术感兴趣的读者,我非常期待《临床医学工程教程》能够深入探讨这些前沿领域。《临床医学工程教程》的标题本身就充满了科技感,而我尤其关注它在微创手术器械和手术机器人设计方面的具体内容。我希望能了解到,微创手术器械是如何通过优化设计,实现更小的切口、更少的组织损伤,以及更好的手术视野的。例如,内窥镜、腹腔镜以及各种精密的器械,它们的材料选择、人体工程学设计以及操作的灵活性,都涉及到复杂的工程学考量。我同样对达芬奇手术机器人等先进的手术机器人系统感到好奇,希望这本书能够解释其工作原理,包括其高精度机械臂的控制系统、力反馈技术以及三维视觉系统是如何协同工作的。我希望这本书能够详细介绍这些技术在不同手术领域(如泌尿外科、普外科、妇科等)的应用案例,以及它们为医生带来的优势和挑战。此外,我也对医疗导航系统和手术规划软件的工程基础非常感兴趣,了解它们是如何利用医学影像数据,为外科医生提供精确的手术路径和目标定位的。我希望这本书能够让我对这些高科技医疗工具的实现有更深刻的认识。

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这本书的标题是《临床医学工程教程》,我一直对交叉学科的知识抱有浓厚的兴趣,尤其是在医疗健康领域,科技的进步正在以前所未有的速度改变着诊断、治疗和康复的方式。我一直关注着医学工程的发展,它将严谨的工程原理与复杂的生物医学需求相结合,致力于解决实际的临床问题。这本书的出现,无疑为我提供了一个系统学习这一领域的绝佳机会。我期待着它能够深入浅出地讲解医学工程的核心概念,例如生物力学在假肢设计和骨科手术中的应用,电子学在医疗器械开发中的关键作用,以及材料科学在植入物和药物输送系统中的创新。同时,我也对书中可能涉及的图像处理技术在医学诊断上的应用非常好奇,比如CT、MRI等影像技术的原理和分析方法,以及如何通过工程手段提高诊断的准确性和效率。此外,我非常希望这本书能够涵盖一些实际的案例研究,让我能够看到医学工程是如何转化为实际的医疗解决方案,从而为患者带来福音。例如,了解心脏起搏器的设计原理,或者呼吸机的操作机制,这些都是与我们生活息息相关的医学工程成果。总而言之,我希望这本书能够成为我理解和学习临床医学工程的起点,帮助我建立起扎实的理论基础和开阔的视野,为我未来在相关领域的学习和探索奠定坚实的基础。我热切地期盼着这本书的到来,它承载了我对科技与医学融合的美好期望。

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我一直对生物医学信号的采集、处理和分析过程充满好奇,《临床医学工程教程》这本书的标题让我相信,我能够在这里找到想要的答案。我希望它能够详细介绍各种生物电信号,如心电图(ECG)、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)等,它们的产生机制和记录方法。同时,我也期望书中能够深入讲解数字信号处理(DSP)技术在这些信号分析中的应用,比如如何进行滤波以去除噪声,如何进行特征提取以识别病理信息,以及如何利用模式识别和机器学习算法来进行诊断。我特别关注书中是否会涉及生理监测设备的设计原理,例如血压计、血氧仪、体温计等,以及它们是如何通过不同的传感器来测量和显示生理参数的。此外,我也对医学成像技术,如超声成像、X射线成像、CT和MRI的工程原理很感兴趣,了解它们是如何通过物理原理来生成图像,以及如何通过图像处理技术来提高图像质量和诊断的准确性。我希望这本书能够提供一些关于这些信号和图像分析的数学模型和算法介绍,让我能够理解其背后的工程逻辑。这本书能否帮助我理解这些基础的生物医学工程技术,是我非常期待的。

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我对医疗设备的可靠性和安全性有着非常高的关注度,《临床医学工程教程》这本书如果能够在这方面提供深入的解析,那将对我非常有价值。我希望这本书能够阐述如何通过系统化的工程方法来确保医疗设备在复杂多变的临床环境中稳定可靠地运行。例如,在设计高精度影像设备时,如何进行噪声抑制和信号校准?在开发生命支持系统时,如何设计冗余机制和故障检测算法来防止意外发生?我特别关注书中是否会涉及失效模式与影响分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等工程风险评估工具在医疗设备设计中的应用。了解这些方法论,能够帮助我更清晰地理解如何识别潜在的风险,并采取相应的预防措施。此外,我也对医疗设备的电磁兼容性(EMC)和电气安全标准很感兴趣,因为这些是确保设备不会对患者和医护人员造成电击或其他电磁干扰伤害的关键。如果书中能够提供一些关于医疗设备软件开发的最佳实践,比如如何进行严格的单元测试、集成测试和验证,那将是极大的帮助。我希望这本书能够教会我如何从工程学的角度去思考和解决医疗设备在可靠性和安全性方面面临的挑战。

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在我看来,医疗设备的故障排除和维护是一项至关重要的工作,往往需要深厚的工程知识才能胜任。《临床医学工程教程》这本书如果能在这方面提供实用的指导,对我来说将是无价的。我希望书中能够详细介绍常见医疗设备的结构原理和工作流程,以及可能出现的各种故障类型。例如,一台呼吸机在工作过程中可能会出现哪些机械故障或电子故障?一台监护仪的传感器为何会失效?本书能否为我提供一套系统性的故障诊断和排除方法论?我希望它能够涵盖从初步现象观察,到使用诊断工具进行定位,再到最终进行修复或更换的整个过程。同时,我也对医疗设备的预防性维护和定期校准的工程学依据很感兴趣,了解为什么需要进行这些操作,以及如何通过科学的维护计划来延长设备的使用寿命和保证其性能。我特别希望书中能够提供一些关于医疗设备安全操作规范和维护过程中的注意事项,以确保维修人员自身和患者的安全。如果书中能够包含一些具体的维修案例分析,那就更好了,能够让我更好地理解如何将理论知识应用于实际的维修场景。

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作为一个在医院从事技术支持工作多年的老兵,我深切体会到临床医生们在面对日新月异的医疗技术时所面临的挑战。很多时候,我们引进了一台先进的医疗设备,但医护人员却苦于无法完全理解其工作原理,更谈不上优化使用和故障排查。《临床医学工程教程》这本书的出现,让我看到了弥合这一鸿沟的希望。我希望它能够用通俗易懂的语言,将那些原本晦涩难懂的工程学概念,如传感器原理、控制系统、数据采集与传输等,清晰地呈现在临床工作者面前。我想了解,一台精密的核磁共振仪是如何通过磁场和射频脉冲来成像的?一台自动化的手术机器人又是如何通过精确的机械臂和复杂的算法来辅助外科医生完成手术的?这本书能否为我们提供这方面的知识,让我们不仅仅是“使用者”,更能成为“理解者”?我特别关注书中是否会涉及医疗信息学和电子病历系统的设计与应用,因为这直接关系到医院的信息化管理效率和医疗数据的安全。同时,我也希望这本书能够探讨一些关于医疗设备的可维护性和用户体验设计,让临床医护人员能够更方便、更安全地操作和使用这些设备。我希望这本书能够帮助我们提升对医疗设备的整体认知,从而更好地服务于患者。

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我一直对生物材料在医学中的应用非常着迷,特别是那些能够与人体组织良好兼容,甚至促进组织再生的材料。《临床医学工程教程》的标题让我相信,这本书中会有关于这方面内容的详尽阐述。我非常想深入了解,例如,用于制造人工血管的聚合物材料是如何选择的,它们的生物相容性和力学性能需要达到怎样的标准?用于骨科植入物的陶瓷材料,例如羟基磷灰石,是如何制备的,它们又如何与骨组织结合?我希望这本书能够讲解不同类型生物材料的合成、表征和加工技术,以及它们在特定临床应用中的优势和局限性。此外,我也对药物缓释系统的工程学原理很感兴趣,比如如何通过设计微球、纳米颗粒或者水凝胶来控制药物的释放速率和靶向性。这其中涉及到聚合物化学、流体力学以及扩散动力学等多个工程领域。我特别希望书中能够提供一些关于生物传感器和生物电子学器件的介绍,例如,如何利用生物分子与电子元件的相互作用来检测生物标志物,或者如何开发能够监测生理参数的可穿戴设备。如果书中能够涉及一些新型生物材料的研究进展,例如仿生材料或者智能响应材料,那将更加令人兴奋。我期待着这本书能为我打开一扇了解生物材料与工程技术如何协同工作的窗口。

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拿到这本《临床医学工程教程》的时候,我内心是充满期待的,但同时也有一些疑虑。我本身并非医学背景出身,而是偏向于应用数学和计算机科学,所以对于“临床医学工程”这样一个跨界领域,我担心它是否会过于侧重生物医学的细节,而忽略了工程学中更具普适性的方法论。我希望这本书能够平衡好理论与实践,在讲解具体的医学应用时,也能清晰地阐述其中涉及的工程原理和数学模型。例如,在介绍医学成像技术时,我希望能看到对傅立叶变换、滤波算法等在图像重建和增强中的数学原理的详细解释,而不是仅仅停留在“它能做什么”的层面。同样,在讨论生物信号处理时,我期待能够深入理解数字信号处理(DSP)技术在心电图、脑电图等信号去噪、特征提取中的具体应用,以及相关的算法实现。如果书中能够包含一些相关的编程示例或者算法伪代码,那对我来说将是锦上添花,能够让我更好地将理论知识转化为实际操作。我特别希望这本书能够提供一些关于风险评估和系统可靠性工程在医疗设备设计中的应用,因为这对于确保医疗设备的安全性至关重要。此外,我也希望能够看到一些关于人体组织工程和再生医学的介绍,了解工程技术是如何在细胞和组织层面进行修复和再生的。这本书能否在这些方面满足我的好奇心,是我最为关注的。

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最近我一直在思考医学伦理和法律在医疗技术发展中的角色,《临床医学工程教程》这本书的标题让我联想到,工程技术在医疗领域的应用,必然伴随着一系列的伦理和法律考量。我希望这本书能够触及这些方面,而不仅仅是停留在技术本身。例如,当我们在设计基因编辑技术相关的医疗设备时,如何平衡技术进步带来的治疗可能性与潜在的伦理风险?当我们在开发人工智能辅助诊断系统时,如何确保算法的公平性和透明性,避免歧视?我希望这本书能够探讨数据隐私和安全在医疗信息系统中的重要性,以及如何通过工程技术来保护患者的敏感信息。我也好奇书中是否会讨论医疗设备的监管审批流程,例如FDA(美国食品药品监督管理局)或CE(欧洲合格认证)等机构是如何评估医疗设备的安全性、有效性和质量的。从工程的角度来看,这涉及到大量的标准制定、测试验证和风险管理。我希望这本书能够提供一些关于这些流程的介绍,让我们了解技术从实验室走向临床的整个生命周期。此外,我也对远程医疗和数字健康解决方案的伦理挑战很感兴趣,比如如何保证远程医疗的可及性和公平性,以及如何处理虚拟交互中的信任问题。如果这本书能够在这方面有所涉及,将极大地扩展我的认知边界。

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随着人工智能在各行各业的蓬勃发展,我也越来越关注它在医疗领域的应用。《临床医学工程教程》这本书如果能够探讨人工智能在医学工程中的作用,那将是非常吸引我的。我希望书中能够介绍机器学习和深度学习算法在医学影像分析中的应用,例如如何训练模型来自动识别X光片中的病灶,或者如何利用计算机视觉技术来辅助诊断眼底疾病。我同样对人工智能在药物研发和个性化医疗中的潜力很感兴趣,了解如何利用算法来预测药物的疗效,或者如何根据患者的基因组信息来制定最优的治疗方案。我希望这本书能够解释这些人工智能应用背后的工程学原理,例如数据预处理、特征工程、模型选择和评估等。此外,我也对自然语言处理(NLP)技术在医学领域的应用很感兴趣,例如如何利用NLP来分析大量的医学文献,提取关键信息,或者如何开发智能问诊系统来辅助医生收集病史。如果书中能够提供一些关于人工智能在医疗设备优化和智能控制方面的案例,例如如何利用AI来优化呼吸机的通气模式,或者如何开发能够自主学习和适应的医疗机器人,那就更加令人兴奋了。这本书能否展现AI在医学工程领域的广阔前景,是我非常期待的。

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