第一章 绪论 1
1-1 生物医学工程学与生物力学 1
1-2 生物力学的研究对象 6
1-3 生物力学的研究方法 9
练习题 11
第二章 血液及其流动特征 12
2-1 血液的成分 12
2-2 血液的粘性 14
一、牛顿流体和非牛顿流体 14
二、表观粘度、微分粘度和相对粘度 16
三、血液的粘度 18
2-3 血液的本构方程 21
一、非牛顿流体的本构方程 21
二、血液的本构方程 25
2-4 血液在圆管中的层流 28
一、Stokes关系式 29
二、圆管中牛顿流体的层流 29
三、圆管中血液的层流流动 31
2-5 血液在细管中的流动效应 38
一、F？hraeus-Lindqvist效应 38
二、F？hraeus效应 39
三、趋轴效应-血浆层的影响 43
四、壁画滑移效应 47
2-6 粘度计 48
一、毛细管粘度计 49
二、旋转圆筒粘度计 51
三、锥板粘度计 52
练习题 53
3-1 血管的结构与功能 55
第三章 血管的力学性质 55
3-2 弹性纤维、胶原纤维和平滑肌的力学性质 58
3-3 动脉的力学特征 60
一、应力-应变关系 61
二、应力松驰 66
三、蠕变 70
3-4 血管粘弹性的准线性理论--滞后、应力松驰和蠕变的统一性 71
一、线性粘弹性理论 71
二、软组织粘弹性的准线性理论 79
练习题 88
第四章 体循环系统力学 89
4-1 血液循环系统介绍 89
4-2 脉动流的基本概念 94
一、循环系统中的定常流和脉动流--Womersley数a 94
二、层流和湍流--Reynolds数 95
三、非定常周期性流动--Strouhal数 99
四、入口段长度 101
五、脉动流的阻抗 102
4-3 动脉系统的风箱模型 106
一、风箱模型 106
二、风箱模型的方程及其基本解 108
4-4 动脉中的血液流 111
一、动脉中波的传播及波速方程 111
二、波的反射和反射系数 118
三、脉动流的基本方程及其解 125
4-5 静脉中的血液流 139
一、静脉血管的稳定性分析 141
二、可坍陷管压力与截面积的关系 145
三、可坍陷管内的一维定常流动 148
4-6 微循环力学 151
一、毛细血管中的栓子流模型 152
二、考虑管壁渗透时毛细血管内的流动 155
4-7 血管系的最优化原理 160
一、目标泛函 160
二、血管分枝的优化结构 162
三、与Roux经验法则的比较 165
四、毛细血管系结构的优化 167
练习题 169
第五章 肌肉力学 172
5-1 肌肉的种类及力学特点 172
5-2 骨骼肌 175
一、骨骼肌的结构及收缩机理 175
二、Hill方程 177
三、线性记忆理论 181
四、三元素模型 183
5-3 心肌 189
一、松驰状态下的心肌力学 190
二、激活状态下的心肌力学 195
5-4 平滑肌 199
一、自发收缩 200
二、非激活态的应力特征 202
练习题 206
第六章 骨骼力学 207
6-1 骨骼系统的结构及其特点 207
6-2 骨材料的基本力学性能参数及其实验 210
一、骨材料试样的选取 213
二、骨材料的主要力学性能参数及其实验 214
6-3 软骨 223
一、关节软骨的粘弹性 224
二、关节软骨的润滑性 226
6-4 骨骼系统 230
一、颅骨损伤的研究 232
二、脊柱的力学分析 233
三、足骨的力学研究 237
练习题 239
第七章 心脏力学 242
7-1 心脏的构造 242
7-2 心脏的活动过程及有关的力学参数 244
7-3 心肌活动的控制系统 247
7-4 心脏力学的基本定律 251
一、Laplace定律 252
二、Starling心脏定律 254
7-5 心脏瓣膜有关的力学问题 256
一、心脏瓣膜的关闭机理 258
二、主动脉瓣及主动脉窦涡模型 262
三、二尖瓣及左心室模型 266
四、人工心脏瓣膜 268
练习题 273
第八章 呼吸系统力学 275
8-1 呼吸系统的构成及其功能 275
8-2 呼吸道中的力学问题 277
一、呼吸道中的流动特征 277
二、气道中的流量、压力和能量耗散率 279
三、呼吸道中气体的迁移和扩散 287
8-3 肺泡的几何形态及肺泡中的气体交换 297
8-4 肺微循环 301
一、肺微循环系统的特征及片流模型 301
二、肺泡片中血液流动的基本方程 303
三、一维片流理论 309
四、肺泡间膜内的流场 315
练习题 317