Biomedical Signals and Sensors III: Linking Electric Biosignals and Biomedical Sensors

این کتاب به عنوان سومین جلد از مجموعه‌های نویسنده درباره «سیگنال‌ها و حسگرهای زیست‌پزشکی» به شیوه‌ای بسیار آموزنده نحوه انتشار و تعامل میدان‌های الکتریکی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی با بافت‌های بیولوژیکی را توضیح می‌دهد. این مجموعه پلی بین مکانیسم های فیزیولوژیکی و مهندسی انسانی ترانوستیک ایجاد می کند. جلد اول بر رابط بین مکانیسم‌های فیزیولوژیکی و بیوسیگنال‌های حاصل که در عمل بالینی رایج هستند، تمرکز دارد. مکانیسم های فیزیولوژیکی تعیین کننده سیگنال های زیستی از سطح سلولی تا هماهنگی متقابل در سطح اندام توصیف شده است. به نوبه خود، جلد دوم پیدایش سیگنال‌های زیستی صوتی و نوری و فناوری سنجش مرتبط با آن را از دیدگاه استراتژیک در نظر می‌گیرد. این جلد سوم به رابط بین سیگنال های زیستی الکتریکی و حسگرهای زیست پزشکی می پردازد. بیوسیگنال های الکتریکی در نظر گرفته می شوند که از مسیر تشکیل بیوسیگنال شروع می شود تا انتشار بیوسیگنال در بدن و در نهایت به مسیر سنجش بیوسیگنال و ثبت سیگنال می رسد. این مجموعه همچنین بر ویژگی‌های مشترک سیگنال‌های زیستی صوتی، نوری و الکتریکی تأکید می‌کند، که ظاهراً از نظر ماهیت فیزیکی کاملاً متفاوت هستند.

خوانندگان می‌آموزند که چگونه این سیگنال‌های الکتریکی میدان‌های مغناطیسی و الکترومغناطیسی منتشر می‌شوند و با بافت‌های بیولوژیکی تعامل دارند، تحت تأثیر اثرات ناهمگنی قرار می‌گیرند، باعث تحریک عصبی عضلانی و اثرات حرارتی می‌شوند و در نهایت از مرز الکترود/بافت عبور می‌کنند تا ثبت شوند. به این ترتیب، این کتاب به آنها کمک می کند تا چالش های ناشی از ماهیت بسیار بین رشته ای سیگنال های زیستی و حسگرهای زیست پزشکی را با ارائه اصول اولیه مهندسی برق، فیزیک، زیست شناسی و فیزیولوژی که برای درک پدیده های مربوطه لازم است، مدیریت کنند.

As the third volume in the author’s series on “Biomedical Signals and Sensors,” this book explains in a highly instructive way how electric, magnetic and electromagnetic fields propagate and interact with biological tissues. The series provides a bridge between physiological mechanisms and theranostic human engineering. The first volume focuses on the interface between physiological mechanisms and the resultant biosignals that are commonplace in clinical practice. The physiologic mechanisms determining biosignals are described from the cellular level up to the mutual coordination at the organ level. In turn, the second volume considers the genesis of acoustic and optic biosignals and the associated sensing technology from a strategic point of view. This third volume addresses the interface between electric biosignals and biomedical sensors. Electric biosignals are considered, starting with the biosignal formation path to biosignal propagation in the body and finally to the biosignal sensing path and the recording of the signal. The series also emphasizes the common features of acoustic, optic and electric biosignals, which are ostensibly entirely different in terms of their physical nature.

Readers will learn how these electric, magnetic and electromagnetic fields propagate and interact with biological tissues, are influenced by inhomogeneity effects, cause neuromuscular stimulation and thermal effects, and finally pass the electrode/tissue boundary to be recorded. As such, the book helps them manage the challenges posed by the highly interdisciplinary nature of biosignals and biomedical sensors by presenting the basics of electrical engineering, physics, biology and physiology that are needed to understand the relevant phenomena.