Basic Probability Theory for Biomedical Engineers

Basic Probability Theory for Biomedical Engineers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Morgan & Claypool
作者:Enderle, John D./ Farden, David C./ Krause, Daniel J.
出品人:
页数:140
译者:
出版时间:1905-6
价格:$ 45.20
装帧:Pap
isbn号码:9781598290608
丛书系列:
图书标签:
  • 概率论
  • 生物医学工程
  • 统计学
  • 生物统计
  • 信号处理
  • 医学图像
  • 机器学习
  • 数据分析
  • 随机过程
  • 建模
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具体描述

This is the first in a series of short books on probability theory and random processes for biomedical engineers. This text is written as an introduction to probability theory. The goal was to prepare students, engineers and scientists at all levels of background and experience for the application of this theory to a wide variety of problemsas well as pursue these topics at a more advanced level. The approach is to present a unified treatment of the subject. There are only a few key concepts involved in the basic theory of probability theory. These key concepts are all presented in the first chapter. The second chapter introduces the topic of random variables. Later chapters simply expand upon these key ideas and extend the range of application. A considerable effort has been made to develop the theory in a logical mannerdeveloping special mathematical skills as needed. The mathematical background required of the reader is basic knowledge of differential calculus. Every effort has been made to be consistent with commonly used notation and terminologyboth within the engineering community as well as the probability and statistics literature. Biomedical engineering examples are introduced throughout the text and a large number of self-study problems are available for the reader.

好的,这是一份为您的图书《Basic Probability Theory for Biomedical Engineers》撰写的详细图书简介,其中不包含该书的具体内容,而是侧重于从更宏观和应用的角度来描述概率论在生物医学工程领域的广泛意义和核心价值。 --- 深入理解生命系统的复杂性:现代概率论在生物医学工程中的基石作用 图书简介 生物医学工程(BME)领域正以前所未有的速度发展,它横跨了工程学的严谨性与生命科学的复杂精微。从开发下一代诊断成像系统,到设计精确的药物递送机制,再到构建复杂的生物信息学模型,每一个前沿突破的背后,都深深植根于对不确定性(Uncertainty)的量化、理解与管理。 本书旨在为生物医学工程师、研究人员以及对跨学科应用感兴趣的学者,提供一个清晰、实用且富有洞察力的视角,探讨现代概率论与统计推断如何作为核心工具,驾驭生物医学数据固有的随机性与变异性。我们不局限于传统的数学推导,而是将重点放在如何将概率学的原理——从基础的随机变量概念到复杂的随机过程模型——有效地映射到生物体、医疗设备和临床试验的实际挑战之中。 概率:连接理想模型与真实世界的桥梁 生物系统本质上是动态的、非线性的,并且充满了内在的随机波动。一个细胞的基因表达水平、一次心电图信号的瞬时变化、患者对新疗法的反应差异,这些都不是由简单的确定性方程所能完全描述的。概率论正是我们理解这些“模糊性”的语言。 本书将引导读者超越对基本概率公式的机械记忆,去领悟概率思维如何重塑我们解决问题的框架。我们将探讨: 1. 数据驱动的决策基础: 在一个数据爆炸的时代,无论是高通量测序数据、医学影像序列还是可穿戴设备收集的生理指标流,如何从海量噪声中提取有意义的信号?本书将阐述概率分布如何帮助我们对测量误差进行建模,对生物学变异性进行量化,从而确保基于数据的结论是稳健而非偶然。 2. 风险评估与可靠性工程: 在医疗器械设计中,可靠性是生死攸关的问题。一个植入式设备的设计必须考虑到材料的老化、环境的随机干扰以及生物组织的异质性。本书聚焦于如何应用可靠性理论和生存分析的概率框架,来预测设备在患者体内的长期性能,并在保证安全裕度的前提下,优化设计参数。 3. 信号处理与生物物理建模: 无论是从嘈杂的电生理信号中分离出真正的神经活动,还是在扩散张量成像(DTI)中估计白质纤维的方向,都依赖于对噪声的精确建模。我们将考察随机过程(如马尔可夫链或高斯过程)在描述时间序列数据(如血糖波动、蛋白质动力学)中的强大能力,帮助读者构建更接近真实生理状态的计算模型。 聚焦应用场景:超越教科书的范式 本书的价值在于其对生物医学工程具体应用场景的深刻关注。它不仅仅是关于“如何计算概率”,更是关于“何时、为何以及如何使用概率论解决特定工程难题”。 在医学成像领域, 我们将思考如何利用概率密度函数来增强图像分割的鲁棒性,尤其是在对比度低或噪声大的场景中。如何运用贝叶斯框架来融合来自不同模态(如PET与CT)的冗余信息,从而得到更精确的解剖和功能定位? 在生物系统建模方面, 概率论是理解复杂相互作用网络的关键。从基因调控网络的随机开关到药代动力学(PK/PD)模型的个体差异性,本书强调了随机微分方程和蒙特卡洛模拟在模拟生物系统演化路径上的不可替代性。 在生物统计与临床试验设计中, 准确的假设检验和区间估计是验证新疗法有效性的核心。本书将讨论如何理解p值背后的概率含义,如何利用样本量计算的概率模型来设计具有足够统计功效的试验,以及如何解释试验结果中的假阳性与假阴性风险。 培养严谨的工程直觉 对于生物医学工程师而言,工程直觉的培养至关重要。这种直觉不仅要求精通物理定律,更要求对系统的不确定性有深刻的把握。通过本书提供的案例和视角,读者将学会: 区分系统性偏差(Bias)与随机误差(Variance)。 理解信息的价值: 确定增加多少实验数据才能使模型预测的不确定性降低到一个可接受的水平。 构建可解释的随机模型: 确保所用的概率模型不仅能拟合数据,还能忠实地反映底层生物学或物理过程的性质。 本书的目标是使读者在面对任何一个充满不确定性的生物医学挑战时,能够自信地选择、应用并解释正确的概率工具,从而推动从基础研究到临床转化的每一步都建立在坚实的定量基础之上。它为下一代生物医学创新者提供了将“可能”转化为“可行”的思维工具箱。 ---

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