An Introduction to Rehabilitation Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Cooper, Rory A. (EDT)/ Ohnanbe, Hisaichi (EDT)/ Hobson, Douglas A. (EDT)

出品人:

页数:472

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 97.12

装帧:HRD

isbn号码:9780849372223

丛书系列:

图书标签:

Rehabilitation Engineering
Assistive Technology
Biomedical Engineering
Medical Devices
Rehabilitation
Healthcare Engineering
Engineering in Medicine
Disability
Accessibility
Human-Machine Systems

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具体描述

Answering the widespread demand for an introductory book on rehabilitation engineering (RE), Dr. Rory A. Cooper, a distinguished RE authority, and his esteemed colleagues present "An Introduction to Rehabilitation Engineering". This resource introduces the fundamentals and applications of RE and assistive technologies (ATs). After providing a brief introduction, the book describes the models for AT service delivery, the design tools and principles of universal design, and various technology-transfer mechanisms, models, and principles. The text then explains the process for creating assistive device standards, followed by a review of seating biomechanics and soft tissue biomechanics. Subsequent chapters examine design and service delivery principles of wheelchairs and scooters, functional electrical stimulation and its applications, wheelchair-accessible transportation legislation, and the applications of robotics in medical rehabilitation.The book proceeds to discuss prosthetic and orthotic design and usage, visual and hearing impairment, Web-related AT, and augmentative and alternative communication (AAC) technology. It concludes with an introduction to adaptive sports and recreation. Incorporating the critical aspects of RE and AT, "An Introduction to Rehabilitation Engineering" focuses on the principles, modeling, standards, devices, and technologies of RE and AT. It presents a concise yet complete overview of RE to provide a solid foundation in the subject as well as to stimulate further study.

仿生与未来：探索前沿义肢技术与康复工程的无限可能图书名称：《仿生与未来：探索前沿义肢技术与康复工程的无限可能》图书简介：本书深入探讨了当今世界最激动人心、发展最为迅猛的领域之一：先进仿生技术在康复工程中的应用与未来前景。我们不再满足于简单的替代，而是致力于创造能与人体神经系统无缝连接、具备高感知度和复杂运动控制能力的下一代康复辅助设备。本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，解析从基础神经科学原理到尖端材料科学、从复杂机械设计到人机交互算法的完整技术链条。第一部分：神经界面的基石——理解与解码生命信号本部分聚焦于实现真正意义上的“仿生”所需解决的核心难题：如何精确、稳定地获取和解释生物电信号。第一章：神经生理学与运动控制的再认识我们将从神经肌肉系统的基础运作机制入手，剖析自然运动指令的产生与传递过程。重点讨论运动皮层的功能分区、脊髓反射弧在自主运动中的作用，以及感觉反馈回路如何实时调控肌肉活动。区别于传统的生物力学分析，本章强调从信息论的角度理解运动意图的编码方式。第二章：侵入式与非侵入式神经接口技术这是仿生技术能否实行的关键瓶颈。我们详细考察了电极技术的发展历程。侵入式技术（如ECoG、微电极阵列）：深入探讨皮层脑机接口（BCI）的植入手术要求、电极材料的生物相容性、长期信号稳定性的挑战，以及如何应对宿主反应引起的信号衰减问题。我们分析了多通道记录系统的复杂性及其在解码精细运动指令中的优势。非侵入式技术（如高密度EEG、fNIRS）：考察这些技术在临床环境下的实时性、空间分辨率限制，以及如何通过先进的信号处理算法（如源定位技术）来提高其对深层皮层活动的敏感度。第三章：生物信号解码与机器学习赋能原始的神经信号充满了噪声和冗余。本章的核心在于如何将这些电生理数据转化为可执行的控制命令。我们详细阐述了先进的机器学习模型（包括深度学习网络如LSTM和Transformer架构）在运动意图分类、轨迹预测和运动模式重建中的应用。重点讨论了如何训练模型以应对不同情境（如疲劳、注意力分散）下信号的变化。第二部分：前沿义肢设计与执行机构的革新掌握了控制信号后，如何将这些“意图”转化为精确、自然的物理动作？本部分探讨了驱动系统、结构材料和传感反馈的革命性进步。第四章：高功率密度驱动系统与传动方案现代仿生肢体需要极高的扭矩重量比和快速响应能力。本章分析了无刷直流电机（BLDC）的发展，特别关注了新型磁性材料（如稀土永磁体）在提高功率密度上的突破。同时，我们对比了谐波齿轮传动、行星齿轮传动以及基于柔性机械的传动系统在降低背隙、提高效率和确保静音运行方面的优劣。第五章：先进材料在仿生结构中的应用仿生结构的设计必须平衡强度、重量、柔韧性与成本。本章深入探讨了：增材制造（3D打印）技术：如何利用选择性激光烧结（SLS）和立体光刻（SLA）技术实现复杂拓扑结构的轻量化设计，以及这对个性化适配的意义。复合材料的革新：碳纤维增强聚合物（CFRP）在刚性结构中的优化使用，以及智能高分子材料（如形状记忆合金或电活性聚合物，EAP）在模拟肌肉柔性和被动弹性方面的潜力。第六章：多模态传感器融合与环境感知一个优秀的仿生假肢不仅仅是“做动作”，它必须能“感知”世界。本章聚焦于如何整合多种传感器以重建环境信息：触觉与压力反馈系统：介绍基于电容式、压电式或光纤传感器的皮肤界面技术，以及如何将压力、纹理和温度信息转化为可被神经系统理解的电刺激信号。本体感觉（Proprioception）的重建：探讨如何通过关节角度传感器、力矩传感器和加速度计，实时为用户提供关于假肢位置和负载状态的反馈。第三部分：人机交互与康复的未来图景本部分将目光投向技术与人体的最终融合点，关注系统集成、康复训练的个性化以及伦理挑战。第七章：高保真感觉反馈回路的构建真正的功能性恢复要求双向信息流。我们详细分析了多种感觉反馈机制：直接神经刺激（Peripheral Nerve Stimulation, PNS）：使用微电极阵列对感觉神经束进行靶向电刺激，以重现触摸和压力感。经皮电神经刺激（TENS）与本体感觉编码：设计特定的刺激模式，使其与自然的感觉体验相对应，从而降低用户对反馈信号的认知负荷。第八章：适应性控制策略与主动学习系统假肢的控制系统必须是动态和适应性的。本章探讨了如何从传统的开环或基于预设模型的控制，过渡到闭环、自适应控制。特别关注了强化学习（Reinforcement Learning）在优化步态、抓握力矩、以及适应不平坦地形时的潜力，使假肢能够像原生肢体一样，在未知环境中进行实时优化调整。第九章：个性化康复路径与远程监测技术不再局限于实验室。本章讨论了如何利用可穿戴设备和物联网（IoT）技术，实现康复过程的远程化、量化管理。包括：运动学数据采集与分析：如何通过嵌入式传感器收集日常活动数据，并提供精确的性能评估报告。虚拟现实（VR）与增强现实（AR）在康复训练中的集成：利用沉浸式环境进行高风险、高重复性的动作训练，加速神经可塑性。第十章：伦理、社会影响与未来展望仿生技术的飞速发展带来了深刻的伦理和社会问题，本书将以批判性的眼光审视：可及性与公平性：如何确保高昂的仿生技术不会加剧社会不平等？身份与自主权：当人与机器的界限日益模糊，如何定义“增强”与“治疗”？长期安全性与监管框架：面对持续迭代的神经接口设备，监管机构应如何制定适应性法规？本书不仅是技术手册，更是对人类潜能和工程智慧的致敬。它展望了一个人机共生的未来，在这个未来中，技术的力量将重新定义生命的可能性。