これからのバイオエンジニアリング**羊土社/東京大学バイオエンジニアリング/9784758121224/978-4-7581-2122-4**
機械・電気・計測・情報を学ぶ人のための生命科学入門
発行 2022年10月
判型:A5判 237頁
ISBN 978-4-7581-2122-4
付録:連想記憶の動作
複雑な生命からポイントを吟味・抽出し,本質を発見・発明へつなぐ.工学・物理系が得意とする視点から,生体物質・生命現象を捉えるとどうか,そのはじめの一歩とは,を解説する12テーマ.融合と創造は,ここから.
【目 次】
第Ⅰ部 バイオメカニクスの基礎
第1章 生体組織のメカニクス
軟骨や血管を再生する
1 生体組織の構成要素とバイオメカニクス
2 生体組織の静的な力学特性の評価
3 生体組織の動的な力学特性評価
4 生体組織の力学特性の非侵襲計測
まとめ
章末問題
第2章 人体の力学モデルと数値解析
人体をモデル化する,とは?
1 階層性をもつ生体の力学
2 生体力学とコンピュータシミュレーション
3 医療機器設計と治療法の検討
4 循環器系のモデリング
5 脳神経系のシミュレーションに向けて
まとめ
章末問題
FDTD 法
第3章 医療ロボティクス
医療ロボットと産業用ロボットの違い
1 ロボットに求められること
2 医療ロボットとは
3 医療機器としてのロボット
4 手術支援ロボット
5 リハビリテーション支援ロボット
6 ロボット技術概論
まとめ
章末問題
第Ⅱ部 バイオエレクトロニクスの基礎
第4章 生体およびバイオ関連物質の電気的性質,電磁波と応答
バイオエレクトロニクスとは?
1 バイオ “を” 学ぶためのエレクトロニクスとバイオ “に” 学んだエレクトロニクス
2 基礎物性:電気的性質,磁気的性質
3 生体電気信号(膜電位)の発生と等価回路
4 誘電緩和応答
まとめ
章末問題
体脂肪計の原理
第5章 生体系固液界面エレクトロニクス
生体の電気信号を計測する原理
1 固体-液体界面現象(固液界面現象)
2 電気二重層(静的固液界面の性質)
3 電解質溶液論(デバイ長の算出)
4 界面導電現象(動的固液界面の性質)
まとめ
章末問題
イオン感応型電界効果トランジスタ(is-FET)を用いたDNA センサ
第6章 心電図と心電図計測
心電図の原理とは?
1 細胞膜電位と活動電位
2 活動電位の伝播
3 体表面電位の計測
4 心電図計測
5 心電計測の応用
まとめ
章末問題
心臓の解剖構造とポンプ機能
第Ⅲ部 バイオイメージングの基礎
第7章 超音波によるイメージング
超音波イメージングの原理とは?
1 イメージングに用いられる超音波の周波数
2 超音波の伝搬
3 超音波の散乱
4 パルスエコー法による超音波イメージング
5 アーチファクト
6 超音波撮像による血流計測
まとめ
章末問題
第8章 撮像行列を用いた断層撮像法(CT)
CT の原理とは?
1 散乱波を用いた断層撮像の原理
2 撮像行列で再構成を行うときに前提となる近似
3 リングエコーと従来型超音波エコー法の比較
4 超音波CT のさまざまな撮像モード
まとめ
章末問題
検診における撮像装置の役割分担
検診と精度管
第9章 量子イメージング
放射線イメージングの原理とは?
1 量子放射線の性質
2 量子放射線の医療への応用
3 量子イメージングの原理
4 量子イメージングにおける検出器の特性
5 半導体検出器
6 ガス検出器
7 真空中での電子増倍を利用する検出器
8 イメージングスペクトロスコピー用検出器
まとめ
章末問題
第10章 脳機能計測とイメージング
MRI や脳波の計測原理とは?
1 脳機能計測装置の開発
2 MRI
3 脳波
4 脳磁図
5 近赤外分光法(NIRS)
6 磁気刺激
まとめ
章末問題
第Ⅳ部 ニューラルネットワークの基礎
第11章 脳とニューロン
脳とは何か:モノとしての側面
1 脳とコンピュータの外見的・機能的な違い
2 ニューロン
3 ネットワーク,層構造,コラム構造
4 トポグラフィック・マッピング
5 信号は何か
6 ホジキン・ハクスレー方程式
まとめ
章末問題
第12章 パターン情報表現とパターン情報処理
脳とは何か:コトとしての側面
1 モデル化と形式ニューロン
2 可塑性とヘブ則
3 連想記憶
4 自己組織化マップ
まとめ
章末問題