これからのバイオエンジニアリング

序

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【古川克子】

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【高木　周】

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【原田香奈子】

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【田畑　仁】

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【田畑　仁】

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【佐久間一郎】

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【東　隆，高木　周，廣瀬　明】

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）【東　隆，高木　周，廣瀬　明】

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【高橋浩之】

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【関野正樹】

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【廣瀬　明】

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【廣瀬　明】

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