Dynamics of the Vascular System pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Li, John K-J

出品人:

页数:257

译者:

出版时间:

价格:$ 71.19

装帧:HRD

isbn号码:9789810249076

丛书系列:

图书标签:

• 血管动力学
• 血液循环
• 心血管系统
• 生理学
• 生物力学
• 医学工程
• 建模
• 仿真
• 疾病机制
• 血管生物学

好的，下面是一本关于“流体力学在生物系统中的应用”的图书简介，该书与您提到的《Dynamics of the Vascular System》内容无关： 书名：《流体力学在生物系统中的应用：从细胞到器官的机制解析》 导言 在生命科学的广袤领域中，理解物质和能量如何在生物体内流动与传递，是揭示生命现象本质的关键。长期以来，生物学家和生理学家主要关注于化学反应和分子间的相互作用。然而，随着实验技术和计算模型的发展，流体力学——这门研究流体（液体和气体）运动规律的经典物理学分支——已成为理解复杂生物过程不可或缺的工具。 《流体力学在生物系统中的应用：从细胞到器官的机制解析》是一本深度探讨生物流体力学原理及其在生物学、生理学、病理学和工程学应用的前沿专著。本书旨在弥合传统生物学知识与先进物理学方法之间的鸿沟，为研究生、研究人员以及对生物系统动态行为感兴趣的专业人士提供一个全面而系统的框架。我们不局限于单一尺度的研究，而是力求构建一个跨尺度的视角，从微观的细胞环境到宏观的器官功能，揭示流体动力学在生命活动中的核心作用。 核心内容与结构 本书共分为八个主要部分，层层递进，系统地构建了生物流体力学的理论基础和应用案例。 第一部分：生物流体力学基础 本部分奠定了理解后续内容所需的物理学基础。我们首先回顾了牛顿流体和非牛顿流体的基本性质，重点介绍了适用于生物系统（如血液、细胞质、黏液）的流变学特性。内容涵盖了剪切速率、黏度、屈服应力等关键参数。随后，我们详细阐述了纳维-斯托克斯方程在生物环境中的适用性与简化模型，包括雷诺数、普朗特数在生物体内的意义。本部分强调了生物体内的边界条件和复杂几何形状如何显著影响流体行为。 第二部分：血液动力学：宏观视角 血液循环系统是生物流体力学最经典的研究对象。本部分深入探讨了动脉、静脉和毛细血管网络中的血流动力学。我们详细分析了动脉粥样硬化、斑块形成与血流剪切应力的关系，探讨了分支角度、血管口径变化对壁面剪切应力的局部影响。对于静脉系统，重点关注了瓣膜功能和回心血流的机制。此外，我们还讨论了血压的产生、传播与调节，以及脉冲波传播的物理模型。 第三部分：微循环与氧气交换 本部分将研究尺度缩小至微循环层面。毛细血管网络是组织营养和气体交换的场所。我们探讨了红细胞在狭窄毛细血管中的变形行为，以及其对整体黏滞度的影响。同时，本书详细介绍了扩散与对流在氧气、营养物质从血液输送到组织细胞过程中的耦合机制，阐述了局部代谢需求如何动态调节微血管的灌注。 第四部分：呼吸系统中的气动学 肺部是气体输送的复杂系统。本部分聚焦于呼吸道内的气流动力学。我们分析了从鼻腔到肺泡的空气流动模式，包括湍流、层流的转换点。特别是，书中详细解析了气道阻塞（如哮喘和慢性阻塞性肺病）对气流阻力、压力梯度和气体分布的影响。我们还讨论了咳嗽和打喷嚏等高瞬态流动的物理机制。 第五部分：细胞尺度流体力学 本部分将视角聚焦于细胞及其内部环境。细胞膜的机械特性、细胞骨架的动态作用，以及细胞在不同流场中受到的力学刺激（如流剪切力、牵引力）是重点内容。我们探讨了细胞如何感知和响应这些外部流场信号，从而调节基因表达和细胞迁移。此外，细胞质的流变学特性及其在物质转运中的作用也得到了详尽的分析。 第六部分：生物流体中的颗粒输运 许多生物流体（如血液、淋巴液）是复杂的悬浮体系。本部分专门讨论了颗粒在这些流体中的运动规律。内容涵盖了红细胞、血小板、白细胞在不同流速下的团聚、沉降和碰撞机制。我们还应用了离散相模型（DPM）和拉格朗日方法来模拟细胞和微粒在复杂流场中的轨迹预测，这对于理解血栓形成和免疫反应至关重要。 第七部分：生物流体力学中的计算方法 现代生物流体力学研究严重依赖于先进的数值模拟技术。本部分全面介绍了计算流体力学（CFD）在生物学问题中的应用。内容包括有限元法（FEM）、有限体积法（FVM）等网格生成与求解技术。我们详细展示了如何构建高保真度的三维生物模型，并处理复杂的流固耦合（FSI）问题，例如血管壁的弹性响应。 第八部分：临床与工程应用展望 本书的最后一部分将理论与实践相结合，展示了生物流体力学在现代医学工程中的实际应用。这包括人工器官（如人工心脏瓣膜、透析器）的设计优化、微流控芯片（Lab-on-a-Chip）技术在疾病诊断中的应用，以及新型药物递送系统的流体力学考量。 本书特点 跨尺度整合： 本书首次将细胞级、组织级和器官级的流体力学问题整合在一个统一的框架下进行讨论。 理论与实例结合： 每个章节都配有详细的数学推导和丰富的生物学案例分析，确保理论的严谨性和应用的可操作性。 面向前沿： 重点关注了非牛顿流变学、流固耦合以及生物微流控等当前研究热点。 《流体力学在生物系统中的应用：从细胞到器官的机制解析》不仅是一本教科书，更是一部引导读者进入生物物理学和生物工程学交叉领域的路线图。通过掌握这些流体力学原理，研究人员将能更深入地理解生命活动的机械基础，并为开发下一代诊断和治疗技术奠定坚实的物理学基础。

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一个非常突出的优点是其对临床相关性的强调，它成功地架起了基础科学与实际应用的桥梁。这本书并非高悬于象牙塔中的纯理论著作，而是紧密地与临床实践的痛点相结合。在每一个主要章节的末尾，通常都会有一个“临床意义”或“病理生理学关联”的模块。比如，在讲解血管张力调节机制时，作者立即联系到了高血压的药物靶点选择，清晰地说明了钙离子通道阻滞剂或血管紧张素转换酶抑制剂是如何从分子机制层面干预这一过程的。这种无缝衔接的学习体验，极大地增强了知识的实用价值，让我能更清晰地理解诊断依据背后的生理逻辑。对于希望从基础研究走向转化医学的读者来说，这种设计简直是福音，它不断地提醒你，你所学的每一个细微机制，最终都可能影响到某位病人的生命质量。

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这本书在深入探讨具体机制时，其内容的广度和深度令人叹为观止。它似乎涵盖了从分子水平到整个机体层面的所有关键环节。例如，在讨论血管内皮功能障碍时，作者不仅仅停留在描述病理状态，而是细致地拆解了信号转导通路中涉及的各种酶、受体和第二信使的相互作用，其细节之丰富，几乎可以作为分子生物学研究的参考手册。随后，笔锋一转，又迅速提升到血液动力学和生物物理学的层面，对剪切应力、压力波传播等复杂的物理概念进行了数学建模的阐释。这种跨学科的整合能力，是真正体现了“Dynamics”这个词的精髓——它不是静态的解剖图谱，而是活生生的、充满能量和反馈机制的系统。我花了大量时间来消化那些关于血流阻力计算和脉搏波速分析的部分，虽然计算过程有些繁复，但每一步推导都极其严谨，充满了理论上的美感，让人在解开谜题的过程中获得巨大的成就感。

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然而，阅读体验也并非毫无挑战。这本书的知识密度极高，这一点是毋庸置疑的。某些章节，尤其涉及到高级的生物物理模型和复杂的细胞内信号网络时，阅读速度不得不大幅放缓，甚至需要反复查阅附录中的术语表和补充材料才能勉强跟上作者的思路。坦白说，它对读者的预备知识水平要求很高，如果缺乏扎实的细胞生物学和基础物理学的背景，初次接触可能会感到有些吃力，甚至可能在阅读过程中产生轻微的“信息过载”感。它更像是一部需要细细研磨、反复咀嚼的学术巨著，而非快速浏览的科普读物。尽管如此，这种深度也是其价值所在——它迫使读者进行深层次的思考和整合，而不是满足于表层的知识记忆。可以说，这本书提供的知识深度，足以支撑数年的深入研究工作。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，硬壳精装，纸张厚实，那种触感就带着一种沉甸甸的学术分量感。我得说，光是捧着它，就感觉自己已经踏入了某个专业领域的大门。封面设计简洁有力，配色沉稳，没有花里胡哨的图案，直接用一种高对比度的字体标出了书名，很符合我心目中经典专业教材应有的样子。内页的排版也十分考究，字体选择清晰易读，段落之间的留白把握得恰到好处，即便内容涉及复杂的理论推导或者大量的实验数据，眼睛也不会感到疲劳。更值得称赞的是，书中大量的图表和插图，无论是器官结构的剖面图，还是生理过程的动态示意图，线条都极其精细，色彩的运用也极具匠心，那些复杂的生物学路径图，通过清晰的颜色区分和箭头指示，一下子就变得直观易懂了。这种对细节的极致追求，让我对接下来的阅读内容充满了期待，它不仅仅是一本知识的载体，更像是一件工艺品，体现了出版方对学术严肃性的尊重。我尤其注意到，扉页上印着的一些早期的研究先驱者的简介，这种对历史的致敬，为这本书增添了一层厚重的文化底蕴，让人在学习现代知识的同时，也能感受到科学发展薪火相传的脉络。

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初读序言，作者的笔触就展现出一种罕见的清晰度和叙事节奏感。他没有上来就抛出晦涩难懂的专业术语，而是像一位经验丰富的老教授，循循善诱地引导读者进入主题。开篇部分，他从宏观的生理需求层面切入，解释了为什么我们需要如此精密的循环系统，这种“Why”的追问，极大地激发了我探究“How”的兴趣。接着，他对基础概念的阐述，可以说是教科书级别的典范——定义准确、逻辑严密，但又避免了纯粹的机械罗列。我特别欣赏作者在解释基本原理时所采用的比喻和类比手法，比如将血液流动比作城市交通网的调度，将血管壁的调控比作精密的阀门系统，这些生动的形象帮助我迅速地在大脑中构建起一个动态的、可操作的认知模型，而不是仅仅停留在枯燥的公式层面。读完前几章，我感觉我的知识体系正在被系统地重塑，那些过去零散的生理学知识点，现在被有机地串联起来，形成了一个完整的、具有内在联系的框架。这种构建知识高楼大厦的扎实感，是很多同类书籍所不具备的。

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