第一章 生物力学概念 1
1.1 引言 1
1.2什么是生物力学 2
1.3研究历史及背景 3
1.4生物力学的应用 4
1.4.1机械感受器、蠕动反射及感受功能的测定 4
1.4.2平滑肌张力 5
1.4.3食团传输机制 5
1.4.5临床展望 6
1.4.4机械力、生长、重建以及形态学 6
1.5生物力学研究方法 7
1.6参考文献 8
第二章 消化道的形状、结构及运动功能 10
2.1 引言 10
2.2 胃肠平滑肌的结构和组成 11
2.2.1肌层 11
2.2.2黏膜肌层 11
2.2.3消化道不同部位肌层特点 12
2.3结缔组织及其成分 14
2.3.1黏膜下层 15
2.3.3黏膜固有层 17
2.3.4消化道不同部位结缔组织的特点 17
2.3.2浆膜及浆膜下层 17
2.4上皮层及其组成成分 18
2.4.1消化道黏膜上皮 18
2.4.2浆膜 18
2.4.3消化道不同部位的上皮特点 19
2.5消化道壁内神经 19
2.5.1肌间神经丛 19
2.5.4消化道不同部位的神经支配特点 20
2.5.2黏膜下神经丛 20
2.5.3固有层及浆膜神经 20
2.6消化道壁外神经 22
2.6.1副交感神经系统 22
2.6.2交感神经（胸腰神经） 23
2.7机械系统：胃肠运动及食物的输送方式 23
2.7.1引言 23
2.7.2节律性收缩的起源 24
2.7.3消化道各部位的运动模式 25
2.8简化几何形态假说及误差分析 33
2.8.1圆形代替椭圆形截面计算中可能出现的误差 34
2.8.2应用豚鼠十二指肠模型进行的研究 36
2.8.3验证兔食管及小肠的形态 38
2.8.4扁圆形器官的表面积及容量 39
2.9参考文献 40
第三章 基础机械原理 41
3.1简介 41
3.2应力 44
3.2.1薄壁柱形压力管的应力 45
3.2.2 Laplace定理的其他特性 47
3.2.3厚壁圆柱管 48
3.2.4膜张力的计算 49
3.3变形 50
3.3.1二维表面应变的计算 53
3.4应力－应变关系 54
3.4.1体外柱状结构的几何数据计算 56
3.4.2消化道管壁应力应变的分析方法 57
3.5黏弹性 58
3.6数学分析 60
3.7流体因素 60
3.8其他（常用）机械参数 61
3.9参考文献 62
第四章 生物力学研究方法及结果分析 64
4.1常用胃肠运动检测方法 64
4.1.1测压法 64
4.1.2浆膜应变传感器 66
4.1.3评估肠管内容物的流动状况 66
4.1.4无创性检查方法 67
4.2气囊扩张技术 68
4.2.1关于气囊扩张法的几点注意事项 68
4.2.2应用气囊扩张技术时对几何因素的几点考虑 69
4.2.3阻抗面积测定 71
4.2.4与阻抗测面系统相关的技术 82
4.2.5超声影像技术的在体研究 84
4.2.6应用非线性统计学方法分析张力－应变关系（通过阻抗测面等方法获得的数据） 84
4.2.7阻抗测面技术的有限差分模型 87
4.2.8气囊扩张过程中双轴膜张力的测定 98
4.3其他力学研究技术及分析方法 103
4.3.1单轴实验 103
4.3.2双轴和三轴实验 104
4.3.3关于直径测量与分析的注释 105
4.3.4弯曲实验（确定双层结构的弹性实验） 108
4.3.5应用扫描声学显微镜测定组织弹性 109
4.3.6应用声学显微镜法进行多层结构声速的离体研究 110
4.3.7确定食管双层结构稳态弹性模量的模型 112
4.3.8食管壁各层的应力分布 119
4.4参考文献 123
第五章 胃肠道平滑肌细胞的机械力学行为及神经支配 128
5.1 消化道平滑肌功能、动力和力学的研究模型 128
5.1.1在体模型 128
5.1.2离体模型 129
5.2.1平滑肌的结构 131
5.2平滑肌 131
5.2.2节律的起源 132
5.2.3慢波的起源 132
5.3突触和神经环路 133
5.4感知 133
5.5力学数据的重要性 135
5.5.1机械受体、蠕动反射及感觉实验 135
5.5.2消化道动力障碍 136
5.5.3年龄相关性消化道改变 139
5.5.4从生物力学观点看IBS的结直肠感觉异常 140
5.6 Hill三元模型 142
5.7决定机械曲线形状的因素 143
5.8动力组织特性 144
5.8.1位相性收缩 145
5.8.2胃肠平滑肌张力 148
5.9研究张力的新标准：体内继发性蠕动和内脏疼痛机制 154
5.9.1阻抗测面仪的临床研究－压力依赖阶段扩张气囊 155
5.9.2感觉评估 156
5.9.3机械刺激的标准化 157
5.9.4人十二指肠连续扩张实验的感觉和生物力学反应 159
5.9.5老化对张力－应变曲线和感觉的影响 162
5.9.6系统性硬化症对张力－应变曲线和感觉的影响 165
5.9.7初期结论、局限性和展望 165
5.10多元刺激方法 166
5.11机械拉伸在平滑肌细胞培养中的作用 167
5.11.1细胞培养 168
5.11.2细胞应力的方法 169
5.11.3影像分析 171
5.11.4微移液管诱导的黏弹性变形 171
5.12参考文献 172
6.1引言 180
第六章 胃肠道零应力状态、残余应力和残余应变的概念 180
6.2实验步骤 183
6.3环向零应力状态的几何特征 183
6.4残余应变的测量 187
6.5双层模型 188
6.6长向和径向残余应变特性 190
6.7残余应变的含义 191
6.8关于组织波状变形的附加注释 194
6.9载荷状态下应变分布的估计 195
6.10无载荷状态下黏膜和浆膜应变的估计 197
6.11参考文献 198
第七章 正常胃肠组织生物力学特性 199
7.1预调制性能－应变软化 199
7.2食管的零应力状态和应力－应变特征 202
7.2.1成熟和衰老时期食管的生理性重建 202
7.2.2食管双层模型 204
7.3小肠的形态学、残余应变和应力－应变特性 204
7.3.1大鼠小肠双轴向试验中长向残余应变和应力－应变关系的注解 207
7.3.2小肠结构的生理性重建和生理性成长过程中的生物力学特性 208
7.3.3大鼠小肠时间依赖的黏弹特性 209
7.5胆道 212
7.4大肠 212
7.6结束语 213
7.7参考文献 214
第八章 胃肠道的生长和重建 216
8.1机械力、生长、重建和形态学 216
8.1.1临床应用前景 216
8.2生理性重建 217
8.2.1禁食和再喂期间小肠的重建 217
8.3因管壁结构成分受干预所致重建 221
8.3.1突变成骨不全小鼠的食管残余应变特征 221
8.3.2胶原酶和弹力酶诱导的大鼠食管重建 222
8.4实验性疾病所致重建 223
8.4.1链脲菌素导致的糖尿病 224
8.4.2手术的介入 224
8.4.3生理干预 228
8.5生长因子导致的重建 229
8.5.1表皮生长因子 229
8.6组织重建 232
8.7参考文献 233
第九章 展望 237