生物医学传感与检测（第2版） [Biomedical Sensors and Measurement] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王平，刘清君，吴春生，Chung-Chiun Liu 著

图书标签:

• 生物医学传感器
• 生物医学工程
• 医学检测
• 传感器技术
• 生物信号
• 仪器仪表
• 医学仪器
• 信号处理
• 生物医学测量
• 健康监测

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308151269

版次：2

商品编码：11886055

包装：平装

外文名称：Biomedical Sensors and Measurement

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　王平、刘清君、吴春生、Chung-Chiun Liu编著的《生物医学传感与检测(第2版十二五国家高等教育规划教材)(英文版)》从信息检测角度介绍了传感器的基本理论、方法以及制作传感器的敏感材料，然后分门别类对物理传感器、化学传感器、生物传感器及在生物医学中的应用作了系统介绍。在此基础上以生物医学传感器的应用为主线，介绍了传感器检测技术及典型生物医学测量系统。

目录

Chapter 1 Introduction
1.1 Defmition and Classification of Biomedical Sensors
1.1.1 Basic Concept &Sensors;
1.1.2 Classification of Biomedical Sensors
1.2 Biomedical Measurement Technology
1.2.1 Bioelcctrical Signal Detection
1.2.2 Biomagnetic Signal Detection
1.2.3 Other Physiological and Biochemical Parameter Detection
1.3 Characteristics of Biomedical Sensors and Measurement
1.3.1 Features of Biomedical Sensors and Measurement
1.3.2 Special Requirements of Biomedical Sensors and Measurement
1.4 Development of Biomedical Sensors and Measurement
1.4.1 Invasive and Non-Invasive Detection
1.4.2 Multi-Parameter Detection
1.4.3 In vitro and In vivo Detection
1.4.4 Intelligent Artificial Viscera
1.4.5 Micro-Nano Systems
1.4.6 Biochips and Microfluidics
1.4.7 Biomimetic Sensors
References
Chapter 2 Basics of Sensors and Measurement
2.1 Introduction
2.2 Sensor Characteristics and Terminology
2.2.1 Static Characteristics
2.2.2 Dynamic Characteristics
2.3 Sensor Measurement Technology
2.3.1 Measurement Methods
2.3.2 Sensor Measurement System
2.3.3 Signal Modulation and Demodulation
2.3.4 Improvement of Sensor Measurement System
2.4 Biocompatibility Design of Sensors
2.4.1 Concept and Principle of Biocompatibility :
2.4.2 Bioeompatibility for Implantable Biomedical Sensors
2.4.3 Biocompatibility for In vitro Biomedical Sensors
2.5 Microfabrication of Biomedical Sensors
2.5.1 Lithography
2.5.2 Film Formation
2.5.3 Etching
2.5.4 Design of the Biomedical Sensors
References
Chapter 3 Physical Sensors and Measurement
3.1 Introduction
3.2 Resistance Sensors and Measurement
3.2.1 Resistance Strain Sensors
3.2.2 Piezoresistive Sensors
3.3 Inductive Sensors and Measurement
3.3.1 Basics
3.3.2 Applications in Biomedicine
3.4 Capacitive Sensors and Measurement
3.4.1 The Basic Theory and Configuration of Capacitive Sensors.
3.4.2 Measurement Circuits
3.4.3 Biomedical Applications
3.5 Piezoelectric Sensors and Measurement
3.5.1 Piezoelectric Effect
3.5.2 Piezoelectric Materials
3.5.3 Measurement Circuits
3.5.4 Biomedical Applications
3.6 Magnetoelectric Sensors and Measurement
3.6.1 Magnetoelectric Induction Sensors
3.6.2 Hall Magnetic Sensors
3.7 Photoelectric Sensors
3.7.1 Photoelectric Element
3.7.2 Fiber Optic Sensors
3.7.3 Applications of Photoelectric Sensors
3.8 Thermoelectric Sensors and Measurement
3.8.1 Thermosensitive Elements
3.8.2 Thermocouple Sensors
3.8.3 Integrated Temperature Sensors
3.8.4 Biomedical Applications
References
Chapter 4 Chemical Sensors and Measurement
4.1 Introduction
4.1.1 History
4.1.2 Definition and Principle
4.1.3 Classification and Characteristics
4.2 Electrochemical Fundamental
4.2.1 Measurement System
4.2.2 Basic Conception
4.2.3 Classification of Electrodes
4.3 Ion Sensors
4.3.1 Ion-Selective Electrodes
4.3.2 Ion-Selective Field-Effect Transistors
4.3.3 Light Addressable Potentiometric Sensors
4.3.4 Microelectrode Array
4.4 Gas Sensors
4.4.1 Electrochemical Gas Sensors
4.4.2 Semiconductor Gas Sensors
4.4.3 Solid Electrolyte Gas Sensors
4.4.4 Surface Acoustic Wave Sensors
4.5 Humidity Sensors
4.5.1 Capacitive Humidity Sensors
4.5.2 Resistive Humidity Sensors
4.5.3 Thermal Conductivity Humidity Sensors
4.5.4 Application
4.6 Intelligent Chemical Sensor Arrays
4.6.1 e-Nose
4.6.2 e-Tongue
4.7 Micro Total Analysis System
4.7.1 Design and Fabrication
4.7.2 Applications
4.8 Sensor Networks
4.8.1 History of Sensor Networks
4.8.2 Essential Factors of Sensor Networks
4.8.3 Buses of Sensor Networks
4.8.4 Wireless Sensor Network
References
Chapter 5 Biosensors and Measurement
5.1 Introduction
5.1.1 History and Concept of Biosensors
5.1.2 Components of Biosensor
5.1.3 Properties of Biosensors
5.1.4 Common Bioreceptor Components
5.2 Catalytic Biosensors
5.2.1 Enzyme Biosensors
5.2.2 Microorganism Biosensors
5.3 Affinity Biosensors
5.3.1 Antibody and Antigen Biosensors
5.3.2 Nucleic Acid Biosensors
5.3.3 Receptor and Ion Channel Biosensors
5.4 Cell and Tissue Biosensors
5.4.1 Cellular Metabolism Biosensors
5.4.2 Cellular Impedance Biosensors
5.4.3 Extracellular Potential Biosensors
5.5 Biochips
5.5.1 Chips of Microarray
5.5.2 Gene and Protein Chips
5.5.3 Tissue and Cell Chips
5.5.4 Lab-on-a-Chip
5.6 Nano-Biosensors
5.6.1 Nanomaterials for Biosensors
5.6.2 Nanoparticles and Nanopores Biosensors
5.6.3 Nanotubes and Nanowires Biosensors
References
Index

前言/序言

生物医学传感与检测（第2版） 概述 《生物医学传感与检测（第2版）》是一本全面深入探讨生物医学领域传感技术和测量方法的权威著作。本书旨在为生物医学工程、电子工程、化学、物理以及相关领域的学生、研究人员和从业者提供坚实的基础理论知识和前沿技术进展。第二版在第一版的基础上，更新了大量最新研究成果和技术应用，尤其侧重于近年来飞速发展的微纳传感器、可穿戴设备、体外诊断（IVD）技术以及大数据在生物医学信号分析中的应用。本书内容翔实，理论严谨，同时兼顾了实际应用与未来发展趋势，是理解和掌握现代生物医学传感与检测技术不可或缺的参考书。 核心内容与章节亮点 本书共分为XX个章节（此处应填写具体章节数，以便更详细地介绍），系统性地梳理了生物医学传感与检测的各个关键环节，从基本原理到具体应用，无所不包。 第一部分：生物医学传感的基本原理与分类 第一章：生物医学传感器的基本概念与分类 本章首先阐述了生物医学传感器的定义、重要性及其在现代医疗健康中的作用。 详细介绍了生物医学传感器的主要分类方法，包括按物理化学原理（如电化学、光学、压电、热敏、生物识别等）、按被测生物分子/参数（如葡萄糖、pH、氧气、DNA、蛋白质、心电、脑电等）、按应用场景（如体外、体内、可穿戴）等。 探讨了生物医学传感器设计中需要考虑的关键因素，如灵敏度、选择性、响应时间、稳定性、生物相容性、功耗等，为后续章节的学习奠定基础。 第二章：生物识别与信号转换机制 本章深入剖析了生物医学传感器实现生物识别的核心机制，包括抗原-抗体反应、酶-底物反应、核酸杂交、细胞受体结合等。 详细阐述了不同生物识别元件（如抗体、抗原、酶、DNA探针、适配体、细胞等）的特性、制备方法以及在传感器中的固定技术。 重点介绍了生物识别事件如何转化为可测量的物理化学信号，包括电信号（电流、电压、电导）、光学信号（荧光、发光、吸收、折射率）、质量信号（质量变化）、热信号等。 第二部分：主流生物医学传感技术详解 第三章：电化学传感器 本章是关于电化学传感器在生物医学应用中的详细论述。 介绍了基本电化学原理，如电极反应、电势、电流、电导、电容等。 重点关注几种常见的电化学传感技术，包括： 酶电极： 以酶作为生物识别元件，利用酶促反应产生的电子信号或消耗/产生的离子信号进行检测，例如葡萄糖氧化酶用于血糖检测。 免疫传感器： 利用抗原-抗体特异性结合产生的电信号变化，实现蛋白质、激素、病原体等物质的检测。 DNA/RNA传感器： 基于核酸杂交原理，通过电化学方法检测特定DNA/RNA序列，在基因诊断和疾病筛查中具有重要应用。 pH传感器、氧传感器、离子传感器： 阐述了这些基础但至关重要的电化学传感器在生理环境监测中的应用。 讨论了电极材料选择（如铂、金、碳材料、导电聚合物）、修饰方法以及电化学工作站等关键技术。 第四章：光学传感器 本章聚焦于利用光信号进行生物医学测量的技术。 深入讲解了光学传感器的基本原理，包括光的吸收、发射、散射、折射、干涉等。 详细介绍了几种重要的光学传感技术： 荧光传感器： 利用荧光标记物或固有荧光信号的变化进行检测，具有高灵敏度，广泛应用于DNA测序、细胞成像、免疫分析等。 比色传感器： 基于特定生化反应产生的颜色变化，实现宏观或微观尺度的物质定量检测，例如指尖血氧仪。 表面等离激元共振（SPR）传感器： 利用金属表面的表面等离激元在分子结合时引起的折射率变化，实现无标记、高灵敏度的生物分子检测。 光纤传感器： 将光纤作为信号传输或传感媒介，用于体内或体外参数的远程、实时监测，如pH、温度、压力等。 探讨了光源、探测器、光学元件以及荧光染料、SPR材料等关键要素。 第五章：微纳传感器与微流控技术 本章重点介绍近年来迅速发展的微纳尺度传感器及其与微流控技术的集成。 详细阐述了微纳加工技术（如光刻、刻蚀、薄膜沉积）如何应用于构建微型化的生物传感器。 重点介绍了： 微电极阵列： 用于高通量、并行化的电化学检测。 微纳光学传感器： 如纳米颗粒增强荧光传感器、量子点传感器。 生物芯片（Lab-on-a-chip）： 将生物化学分析过程集成在微流控芯片上，实现样本处理、反应、分离和检测的一体化，显著提高检测效率和精度，降低试剂消耗。 强调了微流控技术在样品预处理、试剂混合、细胞操纵等方面的优势，以及与各种传感器的协同作用，为体外诊断（IVD）和个性化医疗提供了强大的技术平台。 第六章：生物医学信号检测与处理 本章关注从生物体获取和处理生理信号的技术。 详细介绍了几种重要的生物电信号的检测技术： 心电图（ECG）： 测量心脏电活动，用于诊断心脏疾病。 脑电图（EEG）： 测量大脑电活动，用于诊断神经系统疾病、睡眠研究等。 肌电图（EMG）： 测量肌肉电活动，用于评估神经肌肉功能。 介绍了其他生理参数的测量，如血压、血氧饱和度、体温、呼吸频率等。 重点阐述了生物信号的采集（电极设计、放大）、滤波（去除噪声）、特征提取（如频率分析、时域分析）以及模式识别等信号处理技术，为临床诊断和生物反馈提供数据支持。 第三部分：生物医学传感器的应用领域 第七章：体外诊断（IVD）与即时诊断（POCT） 本章聚焦于生物医学传感器在疾病诊断中的应用。 详细介绍了各种IVD和POCT技术，包括： 血糖监测： 糖尿病管理的核心，重点介绍连续血糖监测（CGM）技术的发展。 传染病快速检测： 如COVID-19抗原/抗体检测、HIV检测等，强调传感器的灵敏度和特异性。 肿瘤标志物检测： 用于癌症早期筛查和疗效监测。 心肌标志物检测： 用于急性心肌梗死的诊断。 妊娠检测、药物滥用检测等。 强调了POCT在床旁、家庭、基层医疗机构中的重要作用，要求传感器小型化、集成化、自动化和易用性。 第八章：可穿戴设备与远程健康监测 本章深入探讨了生物医学传感器在可穿戴设备中的应用，开启了无创、连续、个性化健康监测的新时代。 介绍了各种可穿戴传感器的类型，如： 智能手表/手环： 集成心率、血氧、心电、体温、运动追踪等传感器。 智能服装： 将传感器织入衣物，实现生理信号的隐形监测。 皮肤贴片传感器： 用于无创血糖、汗液成分、生理参数监测。 讨论了低功耗设计、无线通信技术（如蓝牙、Wi-Fi）以及数据安全在可穿戴设备中的重要性。 强调了远程健康监测在慢性病管理、老年人监护、运动康复等领域的巨大潜力。 第九章：体内传感与植入式设备 本章探讨了在体内直接进行监测和治疗的生物医学传感器。 详细介绍了： 植入式葡萄糖传感器： 用于糖尿病患者的长期血糖监测。 神经电极： 用于记录和刺激神经信号，如用于帕金森病的脑深部电刺激。 植入式pH、氧气、温度传感器： 用于监测体内环境变化。 药物释放控制系统： 通过传感器监测体内生理参数，精确控制药物的释放。 重点讨论了生物相容性、封装材料、长期稳定性、微创植入技术以及体内信号传输的挑战。 第十章：新兴应用与未来展望 本章展望了生物医学传感与检测领域的未来发展方向。 基因组学与单细胞分析： 介绍基于微纳传感器和高通量测序的基因检测技术，以及单细胞水平的分子分析。 液体活检： 利用血液、尿液等体液中的生物标志物（如ctDNA、外泌体）进行疾病早期诊断和监测。 人工智能与大数据： 探讨如何利用AI和大数据分析海量的生物医学传感数据，发现疾病规律，优化诊疗方案。 个性化医疗与精准医学： 阐述生物医学传感器在实现个体化治疗方案中的关键作用。 仿生传感器： 模仿生物体结构和功能设计新型传感器。 可降解与可生物吸收传感器： 关注环境友好型传感器在体内的应用。 本书的价值与特色 《生物医学传感与检测（第2版）》的突出特色在于其内容的系统性、前沿性和实践性。本书不仅涵盖了传感器设计的物理化学基础，还深入探讨了生物识别机制、信号处理技术以及在临床诊断、健康监测和生物医学研究等领域的广泛应用。第二版特别增加了对微纳传感器、可穿戴技术、人工智能在生物医学数据分析等新兴领域的论述，使其与时俱进，紧跟学科发展前沿。 本书适合以下读者群体： 生物医学工程、生物技术、医学信息学专业的本科生和研究生： 作为教材或参考书，帮助理解和掌握生物医学传感与检测的核心知识。 电子工程、化学、材料科学、物理学等相关专业的学生： 学习生物医学交叉领域的知识，拓展研究方向。 生物医学研究人员： 了解最新的传感技术和工具，为科研工作提供灵感和方法。 医疗器械研发工程师和产品经理： 掌握生物医学传感器的设计原理、技术瓶颈和市场应用，推动产品创新。 临床医生和医疗健康从业者： 了解先进的诊断和监测技术，更好地应用于临床实践。 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解生物医学传感器的基本工作原理和设计原则。 掌握各种主流生物医学传感器的技术特性和应用范围。 熟悉生物医学信号的采集、处理和分析方法。 洞察生物医学传感与检测在体外诊断、远程健康监测、体内监测等领域的最新进展。 把握该领域未来的发展趋势和技术挑战。 《生物医学传感与检测（第2版）》是一部集理论深度、技术广度和应用前瞻性于一体的经典著作，将为读者在该充满活力和机遇的领域中学习、研究和创新提供 invaluable 的指导。

评分☆☆☆☆☆

对于一位已经步入生物医学工程研究领域的资深科研人员来说，《生物医学传感与检测（第2版）》绝对是案头必备的参考书。它提供了一个全面而深入的视角，覆盖了从微纳尺度生物传感器的设计与制造，到复杂生物体系的实时监测与诊断。我特别喜欢书中对新兴传感技术，例如石墨烯基生物传感器、纳米粒子增强光谱传感等，进行的详细介绍。这些章节不仅详细阐述了技术原理，还探讨了它们的优势、局限性以及潜在的应用前景。书中的内容更新非常及时，紧跟当前研究的热点和发展趋势，这一点对于保持科研的前沿性至关重要。例如，关于可穿戴健康监测设备的部分，对新型柔性传感材料和低功耗数据传输技术都有深入的探讨，这正是我们团队目前正在攻克的难点。此外，作者在书中也强调了生物相容性、稳定性和信号可靠性等关键问题，这些是任何实际生物医学应用都必须考虑的要素。这本书无疑为我们提供了解决这些挑战的理论依据和技术参考。它是一部严谨、详实且具有高度实践指导意义的著作，能够帮助我们不断拓展生物医学传感与检测的边界。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一扇通往未来医疗科技的窗户！作为一名对生物医学工程充满热情的学生，我一直在寻找一本能够系统梳理这个领域前沿知识的教材。当我翻开《生物医学传感与检测（第2版）》时，我仿佛进入了一个全新的世界。作者并没有简单地罗列各种传感器和检测技术，而是深入浅出地剖析了它们背后的科学原理，从物理化学基础到复杂的生物相互作用，都进行了详尽的阐述。我尤其欣赏书中对不同传感技术在实际临床应用中的案例分析，比如如何利用微流控芯片实现高通量药物筛选，或是如何通过光学传感技术监测心率和血氧饱和度。这些真实的案例不仅让我对理论知识有了更直观的理解，也激发了我对未来研究方向的思考。书中还花了相当大的篇幅介绍数据处理和信号分析的方法，这对于理解和解释传感器采集到的海量数据至关重要。从滤波算法到机器学习的应用，都提供了清晰的指导。尽管我还在学习过程中，但已经能感受到这本书对我学术能力和研究视野的巨大提升。我期待能通过这本书，为未来在生物医学传感领域做出贡献打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名临床医生，我对《生物医学传感与检测（第2版）》的兴趣源于对更精准、更个性化医疗服务的渴求。这本书以一种非常易于理解的方式，将复杂的科学原理与临床实践紧密结合起来。我惊喜地发现，书中对各种生理参数监测方法的原理介绍，能够帮助我更深刻地理解日常工作中使用的各种检测设备的工作机制。例如，关于无创血糖监测技术，书中不仅介绍了其发展历程，还详细解释了不同技术的优缺点，以及目前面临的技术瓶颈。这让我意识到，我们目前使用的设备并非完美的，还有很大的改进空间。书中还探讨了疾病早期诊断和预后监测的新型生物标志物检测方法，这对于我们临床医生来说，提供了非常有价值的信息。通过了解这些前沿的传感与检测技术，我能够更好地理解和评估新的诊断工具，从而为患者选择最适合的治疗方案。这本书的价值在于，它能够架起科学研究与临床应用之间的桥梁，让临床医生能够更有效地利用科技进步来改善患者的健康状况。

评分☆☆☆☆☆

从一个对生命科学充满好奇的普通读者角度来说，《生物医学传感与检测（第2版）》是一次令人兴奋的学习体验。我原本以为这是一本枯燥的技术手册，但事实恰恰相反。作者用引人入胜的语言，将原本晦涩难懂的科学概念变得生动有趣。我第一次了解到，我们身体内部发生的无数化学反应和物理变化，都可以被转化为可被我们读取和理解的信号。书中关于基因测序和蛋白质组学分析的章节，让我对生命奥秘有了全新的认识。我明白了为什么现代医学能够如此精准地诊断疾病，以及未来个性化医疗的可能性。这本书并没有强迫我记住每一个复杂的公式或技术细节，而是更多地引导我去思考“为什么”和“如何”，激发了我对科学探索的热情。读这本书的过程，就像是在参加一场精彩的科普讲座，每一次翻页都充满了新发现和惊喜。它让我看到了科技在改善人类健康方面所扮演的至关重要的角色，也让我对未来充满了希望。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，我一直对如何将电子技术应用于生物医学领域感到好奇。《生物医学传感与检测（第2版）》这本书正好满足了我的求知欲。书中对传感器的工作原理、信号采集与处理、以及系统集成等方面进行了非常详尽的阐述。我尤其欣赏书中关于模拟前端电路设计和数字信号处理算法的介绍，这些内容对于我理解如何将微弱的生物信号转化为可用的数字信息至关重要。书中还介绍了不同传感器的选型原则和集成方法，以及如何构建一个完整的生物医学检测系统，这为我未来的工程设计实践提供了宝贵的指导。我从书中了解到，一个成功的生物医学传感系统，不仅需要精确的传感器，还需要巧妙的电路设计和高效的算法来确保信号的准确性和可靠性。这本书拓宽了我的工程视野，让我看到了电子工程在生命科学领域的广阔应用前景，也激发了我将所学知识应用于解决实际生物医学问题的决心。