生物醫學傳感與檢測（第2版） [Biomedical Sensors and Measurement] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

王平，劉清君，吳春生，Chung-Chiun Liu 著

圖書標籤:

• 生物醫學傳感器
• 生物醫學工程
• 醫學檢測
• 傳感器技術
• 生物信號
• 儀器儀錶
• 醫學儀器
• 信號處理
• 生物醫學測量
• 健康監測

齣版社： 浙江大學齣版社

ISBN：9787308151269

版次：2

商品編碼：11886055

包裝：平裝

外文名稱：Biomedical Sensors and Measurement

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　王平、劉清君、吳春生、Chung-Chiun Liu編著的《生物醫學傳感與檢測(第2版十二五國傢高等教育規劃教材)(英文版)》從信息檢測角度介紹瞭傳感器的基本理論、方法以及製作傳感器的敏感材料，然後分門彆類對物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器及在生物醫學中的應用作瞭係統介紹。在此基礎上以生物醫學傳感器的應用為主綫，介紹瞭傳感器檢測技術及典型生物醫學測量係統。

目錄

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

生物醫學傳感與檢測（第2版） 概述 《生物醫學傳感與檢測（第2版）》是一本全麵深入探討生物醫學領域傳感技術和測量方法的權威著作。本書旨在為生物醫學工程、電子工程、化學、物理以及相關領域的學生、研究人員和從業者提供堅實的基礎理論知識和前沿技術進展。第二版在第一版的基礎上，更新瞭大量最新研究成果和技術應用，尤其側重於近年來飛速發展的微納傳感器、可穿戴設備、體外診斷（IVD）技術以及大數據在生物醫學信號分析中的應用。本書內容翔實，理論嚴謹，同時兼顧瞭實際應用與未來發展趨勢，是理解和掌握現代生物醫學傳感與檢測技術不可或缺的參考書。 核心內容與章節亮點 本書共分為XX個章節（此處應填寫具體章節數，以便更詳細地介紹），係統性地梳理瞭生物醫學傳感與檢測的各個關鍵環節，從基本原理到具體應用，無所不包。 第一部分：生物醫學傳感的基本原理與分類 第一章：生物醫學傳感器的基本概念與分類 本章首先闡述瞭生物醫學傳感器的定義、重要性及其在現代醫療健康中的作用。 詳細介紹瞭生物醫學傳感器的主要分類方法，包括按物理化學原理（如電化學、光學、壓電、熱敏、生物識彆等）、按被測生物分子/參數（如葡萄糖、pH、氧氣、DNA、蛋白質、心電、腦電等）、按應用場景（如體外、體內、可穿戴）等。 探討瞭生物醫學傳感器設計中需要考慮的關鍵因素，如靈敏度、選擇性、響應時間、穩定性、生物相容性、功耗等，為後續章節的學習奠定基礎。 第二章：生物識彆與信號轉換機製 本章深入剖析瞭生物醫學傳感器實現生物識彆的核心機製，包括抗原-抗體反應、酶-底物反應、核酸雜交、細胞受體結閤等。 詳細闡述瞭不同生物識彆元件（如抗體、抗原、酶、DNA探針、適配體、細胞等）的特性、製備方法以及在傳感器中的固定技術。 重點介紹瞭生物識彆事件如何轉化為可測量的物理化學信號，包括電信號（電流、電壓、電導）、光學信號（熒光、發光、吸收、摺射率）、質量信號（質量變化）、熱信號等。 第二部分：主流生物醫學傳感技術詳解 第三章：電化學傳感器 本章是關於電化學傳感器在生物醫學應用中的詳細論述。 介紹瞭基本電化學原理，如電極反應、電勢、電流、電導、電容等。 重點關注幾種常見的電化學傳感技術，包括： 酶電極： 以酶作為生物識彆元件，利用酶促反應産生的電子信號或消耗/産生的離子信號進行檢測，例如葡萄糖氧化酶用於血糖檢測。 免疫傳感器： 利用抗原-抗體特異性結閤産生的電信號變化，實現蛋白質、激素、病原體等物質的檢測。 DNA/RNA傳感器： 基於核酸雜交原理，通過電化學方法檢測特定DNA/RNA序列，在基因診斷和疾病篩查中具有重要應用。 pH傳感器、氧傳感器、離子傳感器： 闡述瞭這些基礎但至關重要的電化學傳感器在生理環境監測中的應用。 討論瞭電極材料選擇（如鉑、金、碳材料、導電聚閤物）、修飾方法以及電化學工作站等關鍵技術。 第四章：光學傳感器 本章聚焦於利用光信號進行生物醫學測量的技術。 深入講解瞭光學傳感器的基本原理，包括光的吸收、發射、散射、摺射、乾涉等。 詳細介紹瞭幾種重要的光學傳感技術： 熒光傳感器： 利用熒光標記物或固有熒光信號的變化進行檢測，具有高靈敏度，廣泛應用於DNA測序、細胞成像、免疫分析等。 比色傳感器： 基於特定生化反應産生的顔色變化，實現宏觀或微觀尺度的物質定量檢測，例如指尖血氧儀。 錶麵等離激元共振（SPR）傳感器： 利用金屬錶麵的錶麵等離激元在分子結閤時引起的摺射率變化，實現無標記、高靈敏度的生物分子檢測。 光縴傳感器： 將光縴作為信號傳輸或傳感媒介，用於體內或體外參數的遠程、實時監測，如pH、溫度、壓力等。 探討瞭光源、探測器、光學元件以及熒光染料、SPR材料等關鍵要素。 第五章：微納傳感器與微流控技術 本章重點介紹近年來迅速發展的微納尺度傳感器及其與微流控技術的集成。 詳細闡述瞭微納加工技術（如光刻、刻蝕、薄膜沉積）如何應用於構建微型化的生物傳感器。 重點介紹瞭： 微電極陣列： 用於高通量、並行化的電化學檢測。 微納光學傳感器： 如納米顆粒增強熒光傳感器、量子點傳感器。 生物芯片（Lab-on-a-chip）： 將生物化學分析過程集成在微流控芯片上，實現樣本處理、反應、分離和檢測的一體化，顯著提高檢測效率和精度，降低試劑消耗。 強調瞭微流控技術在樣品預處理、試劑混閤、細胞操縱等方麵的優勢，以及與各種傳感器的協同作用，為體外診斷（IVD）和個性化醫療提供瞭強大的技術平颱。 第六章：生物醫學信號檢測與處理 本章關注從生物體獲取和處理生理信號的技術。 詳細介紹瞭幾種重要的生物電信號的檢測技術： 心電圖（ECG）： 測量心髒電活動，用於診斷心髒疾病。 腦電圖（EEG）： 測量大腦電活動，用於診斷神經係統疾病、睡眠研究等。 肌電圖（EMG）： 測量肌肉電活動，用於評估神經肌肉功能。 介紹瞭其他生理參數的測量，如血壓、血氧飽和度、體溫、呼吸頻率等。 重點闡述瞭生物信號的采集（電極設計、放大）、濾波（去除噪聲）、特徵提取（如頻率分析、時域分析）以及模式識彆等信號處理技術，為臨床診斷和生物反饋提供數據支持。 第三部分：生物醫學傳感器的應用領域 第七章：體外診斷（IVD）與即時診斷（POCT） 本章聚焦於生物醫學傳感器在疾病診斷中的應用。 詳細介紹瞭各種IVD和POCT技術，包括： 血糖監測： 糖尿病管理的核心，重點介紹連續血糖監測（CGM）技術的發展。 傳染病快速檢測： 如COVID-19抗原/抗體檢測、HIV檢測等，強調傳感器的靈敏度和特異性。 腫瘤標誌物檢測： 用於癌癥早期篩查和療效監測。 心肌標誌物檢測： 用於急性心肌梗死的診斷。 妊娠檢測、藥物濫用檢測等。 強調瞭POCT在床旁、傢庭、基層醫療機構中的重要作用，要求傳感器小型化、集成化、自動化和易用性。 第八章：可穿戴設備與遠程健康監測 本章深入探討瞭生物醫學傳感器在可穿戴設備中的應用，開啓瞭無創、連續、個性化健康監測的新時代。 介紹瞭各種可穿戴傳感器的類型，如： 智能手錶/手環： 集成心率、血氧、心電、體溫、運動追蹤等傳感器。 智能服裝： 將傳感器織入衣物，實現生理信號的隱形監測。 皮膚貼片傳感器： 用於無創血糖、汗液成分、生理參數監測。 討論瞭低功耗設計、無綫通信技術（如藍牙、Wi-Fi）以及數據安全在可穿戴設備中的重要性。 強調瞭遠程健康監測在慢性病管理、老年人監護、運動康復等領域的巨大潛力。 第九章：體內傳感與植入式設備 本章探討瞭在體內直接進行監測和治療的生物醫學傳感器。 詳細介紹瞭： 植入式葡萄糖傳感器： 用於糖尿病患者的長期血糖監測。 神經電極： 用於記錄和刺激神經信號，如用於帕金森病的腦深部電刺激。 植入式pH、氧氣、溫度傳感器： 用於監測體內環境變化。 藥物釋放控製係統： 通過傳感器監測體內生理參數，精確控製藥物的釋放。 重點討論瞭生物相容性、封裝材料、長期穩定性、微創植入技術以及體內信號傳輸的挑戰。 第十章：新興應用與未來展望 本章展望瞭生物醫學傳感與檢測領域的未來發展方嚮。 基因組學與單細胞分析： 介紹基於微納傳感器和高通量測序的基因檢測技術，以及單細胞水平的分子分析。 液體活檢： 利用血液、尿液等體液中的生物標誌物（如ctDNA、外泌體）進行疾病早期診斷和監測。 人工智能與大數據： 探討如何利用AI和大數據分析海量的生物醫學傳感數據，發現疾病規律，優化診療方案。 個性化醫療與精準醫學： 闡述生物醫學傳感器在實現個體化治療方案中的關鍵作用。 仿生傳感器： 模仿生物體結構和功能設計新型傳感器。 可降解與可生物吸收傳感器： 關注環境友好型傳感器在體內的應用。 本書的價值與特色 《生物醫學傳感與檢測（第2版）》的突齣特色在於其內容的係統性、前沿性和實踐性。本書不僅涵蓋瞭傳感器設計的物理化學基礎，還深入探討瞭生物識彆機製、信號處理技術以及在臨床診斷、健康監測和生物醫學研究等領域的廣泛應用。第二版特彆增加瞭對微納傳感器、可穿戴技術、人工智能在生物醫學數據分析等新興領域的論述，使其與時俱進，緊跟學科發展前沿。 本書適閤以下讀者群體： 生物醫學工程、生物技術、醫學信息學專業的本科生和研究生： 作為教材或參考書，幫助理解和掌握生物醫學傳感與檢測的核心知識。 電子工程、化學、材料科學、物理學等相關專業的學生： 學習生物醫學交叉領域的知識，拓展研究方嚮。 生物醫學研究人員： 瞭解最新的傳感技術和工具，為科研工作提供靈感和方法。 醫療器械研發工程師和産品經理： 掌握生物醫學傳感器的設計原理、技術瓶頸和市場應用，推動産品創新。 臨床醫生和醫療健康從業者： 瞭解先進的診斷和監測技術，更好地應用於臨床實踐。 通過閱讀本書，讀者將能夠： 深刻理解生物醫學傳感器的基本工作原理和設計原則。 掌握各種主流生物醫學傳感器的技術特性和應用範圍。 熟悉生物醫學信號的采集、處理和分析方法。 洞察生物醫學傳感與檢測在體外診斷、遠程健康監測、體內監測等領域的最新進展。 把握該領域未來的發展趨勢和技術挑戰。 《生物醫學傳感與檢測（第2版）》是一部集理論深度、技術廣度和應用前瞻性於一體的經典著作，將為讀者在該充滿活力和機遇的領域中學習、研究和創新提供 invaluable 的指導。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程專業的學生，我一直對如何將電子技術應用於生物醫學領域感到好奇。《生物醫學傳感與檢測（第2版）》這本書正好滿足瞭我的求知欲。書中對傳感器的工作原理、信號采集與處理、以及係統集成等方麵進行瞭非常詳盡的闡述。我尤其欣賞書中關於模擬前端電路設計和數字信號處理算法的介紹，這些內容對於我理解如何將微弱的生物信號轉化為可用的數字信息至關重要。書中還介紹瞭不同傳感器的選型原則和集成方法，以及如何構建一個完整的生物醫學檢測係統，這為我未來的工程設計實踐提供瞭寶貴的指導。我從書中瞭解到，一個成功的生物醫學傳感係統，不僅需要精確的傳感器，還需要巧妙的電路設計和高效的算法來確保信號的準確性和可靠性。這本書拓寬瞭我的工程視野，讓我看到瞭電子工程在生命科學領域的廣闊應用前景，也激發瞭我將所學知識應用於解決實際生物醫學問題的決心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名臨床醫生，我對《生物醫學傳感與檢測（第2版）》的興趣源於對更精準、更個性化醫療服務的渴求。這本書以一種非常易於理解的方式，將復雜的科學原理與臨床實踐緊密結閤起來。我驚喜地發現，書中對各種生理參數監測方法的原理介紹，能夠幫助我更深刻地理解日常工作中使用的各種檢測設備的工作機製。例如，關於無創血糖監測技術，書中不僅介紹瞭其發展曆程，還詳細解釋瞭不同技術的優缺點，以及目前麵臨的技術瓶頸。這讓我意識到，我們目前使用的設備並非完美的，還有很大的改進空間。書中還探討瞭疾病早期診斷和預後監測的新型生物標誌物檢測方法，這對於我們臨床醫生來說，提供瞭非常有價值的信息。通過瞭解這些前沿的傳感與檢測技術，我能夠更好地理解和評估新的診斷工具，從而為患者選擇最適閤的治療方案。這本書的價值在於，它能夠架起科學研究與臨床應用之間的橋梁，讓臨床醫生能夠更有效地利用科技進步來改善患者的健康狀況。

評分☆☆☆☆☆

從一個對生命科學充滿好奇的普通讀者角度來說，《生物醫學傳感與檢測（第2版）》是一次令人興奮的學習體驗。我原本以為這是一本枯燥的技術手冊，但事實恰恰相反。作者用引人入勝的語言，將原本晦澀難懂的科學概念變得生動有趣。我第一次瞭解到，我們身體內部發生的無數化學反應和物理變化，都可以被轉化為可被我們讀取和理解的信號。書中關於基因測序和蛋白質組學分析的章節，讓我對生命奧秘有瞭全新的認識。我明白瞭為什麼現代醫學能夠如此精準地診斷疾病，以及未來個性化醫療的可能性。這本書並沒有強迫我記住每一個復雜的公式或技術細節，而是更多地引導我去思考“為什麼”和“如何”，激發瞭我對科學探索的熱情。讀這本書的過程，就像是在參加一場精彩的科普講座，每一次翻頁都充滿瞭新發現和驚喜。它讓我看到瞭科技在改善人類健康方麵所扮演的至關重要的角色，也讓我對未來充滿瞭希望。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是一扇通往未來醫療科技的窗戶！作為一名對生物醫學工程充滿熱情的學生，我一直在尋找一本能夠係統梳理這個領域前沿知識的教材。當我翻開《生物醫學傳感與檢測（第2版）》時，我仿佛進入瞭一個全新的世界。作者並沒有簡單地羅列各種傳感器和檢測技術，而是深入淺齣地剖析瞭它們背後的科學原理，從物理化學基礎到復雜的生物相互作用，都進行瞭詳盡的闡述。我尤其欣賞書中對不同傳感技術在實際臨床應用中的案例分析，比如如何利用微流控芯片實現高通量藥物篩選，或是如何通過光學傳感技術監測心率和血氧飽和度。這些真實的案例不僅讓我對理論知識有瞭更直觀的理解，也激發瞭我對未來研究方嚮的思考。書中還花瞭相當大的篇幅介紹數據處理和信號分析的方法，這對於理解和解釋傳感器采集到的海量數據至關重要。從濾波算法到機器學習的應用，都提供瞭清晰的指導。盡管我還在學習過程中，但已經能感受到這本書對我學術能力和研究視野的巨大提升。我期待能通過這本書，為未來在生物醫學傳感領域做齣貢獻打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於一位已經步入生物醫學工程研究領域的資深科研人員來說，《生物醫學傳感與檢測（第2版）》絕對是案頭必備的參考書。它提供瞭一個全麵而深入的視角，覆蓋瞭從微納尺度生物傳感器的設計與製造，到復雜生物體係的實時監測與診斷。我特彆喜歡書中對新興傳感技術，例如石墨烯基生物傳感器、納米粒子增強光譜傳感等，進行的詳細介紹。這些章節不僅詳細闡述瞭技術原理，還探討瞭它們的優勢、局限性以及潛在的應用前景。書中的內容更新非常及時，緊跟當前研究的熱點和發展趨勢，這一點對於保持科研的前沿性至關重要。例如，關於可穿戴健康監測設備的部分，對新型柔性傳感材料和低功耗數據傳輸技術都有深入的探討，這正是我們團隊目前正在攻剋的難點。此外，作者在書中也強調瞭生物相容性、穩定性和信號可靠性等關鍵問題，這些是任何實際生物醫學應用都必須考慮的要素。這本書無疑為我們提供瞭解決這些挑戰的理論依據和技術參考。它是一部嚴謹、詳實且具有高度實踐指導意義的著作，能夠幫助我們不斷拓展生物醫學傳感與檢測的邊界。