01 / 導讀
導讀
引用
Peterson, D. R., & Bronzino, J. D. (Eds.). (2008). Biomechanics: Principles and Applications (2nd ed.). CRC Press.
章節概要
這是一部約350頁的編著，共二十章，每章由署名的專家撰寫。據出版社介紹，各章選自《生物醫學工程手冊》（The Biomedical Engineering Handbook）第三版，作了大量更新和修訂，並新增了一章關於細胞生物力學建模的內容。下面按主題並依出版社目錄的順序對各章分組。
肌肉骨骼力學：硬組織力學；肌肉骨骼軟組織力學；關節—關節面運動；關節潤滑；步態分析
全書從肌肉骨骼系統開始，依次講硬組織（J. L. Katz）、肌肉骨骼軟組織（R. L. Lieber 和 T. J. Burkholder）、關節面的運動（K. R. Kaufman 和 K. N. An）、關節潤滑（M. J. Furey）和步態分析（R. B. Davis、S. Õunpuu 和 P. A. DeLuca）。出版社稱這一部分涵蓋硬組織、軟組織和關節力學及其在人體功能中的應用。
衝擊生物力學：頭頸部力學；胸腹部衝擊生物力學
A. I. King 和 D. C. Viano 的兩章分別討論頭頸部力學以及胸部和腹部的衝擊。
心血管生物力學：心臟生物力學；心臟瓣膜動力學；動脈大迴圈血流動力學；血管力學；靜脈系統
這幾章沿著迴圈系統展開：從心臟（A. D. McCulloch）和心臟瓣膜（A. P. Yoganathan、J. D. Lemmon 和 J. T. Ellis），經過大動脈血流動力學（B. B. Lieber）和血管力學（T. R. Canfield 和 P. B. Dobrin），到靜脈系統（A. A. Shoukas 和 C. F. Rothe）。出版社將它們歸入書中對生物流體力學和迴圈動力學的論述。
微迴圈與物質輸運：微迴圈中的力學、分子輸運與調節；血細胞的力學與變形性；組織／淋巴輸運力學
這幾章轉向小尺度：微迴圈（A. S. Pope 和 R. N. Pittman）、血細胞的變形性（R. E. Waugh 和 R. M. Hochmuth），以及組織和淋巴輸運（G. W. Schmid-Schönbein 和 A. R. Hargens）。出版社提到血細胞力學和輸運是其迴圈系統內容的一部分。
細胞建模：細胞生物力學中的建模
A. A. Spector 和 R. Tran-Son-Tay 撰寫的這一章是出版社所說的本版新增章節，介紹細胞力學建模的現有方法和策略。它體現了出版社的觀點：生物力學如今不僅研究全身系統，也研究組織、細胞和分子。
聽覺、平衡與運動：耳蝸力學；前庭力學；運動生理學；影響人體機械功的因素
最後四章依次講耳蝸力學（C. R. Steele 等）、前庭力學（W. Grant）、運動生理學（A. T. Johnson 和 C. R. Dooly），以及影響人體機械功的因素（B. F. Hurley 和 A. T. Johnson）。出版社稱它們涵蓋人耳的力學功能及其意義，以及人體在運動和用力時的表現特徵。
核心概念
肌肉骨骼與衝擊力學
- 硬組織與軟組織力學：硬組織和肌肉骨骼軟組織的力學行為，由前兩章講述。
- 關節力學：關節面的運動與關節潤滑。
- 步態分析：行走的測量與解讀。
- 衝擊生物力學：頭、頸、胸和腹部在衝擊下的力學。
心血管與輸運力學
- 血流動力學：動脈血流、血管力學和靜脈系統。
- 心臟與瓣膜力學：心臟生物力學和心臟瓣膜動力學。
- 微迴圈與血細胞：小尺度上的輸運與變形性。
- 組織與淋巴輸運：流體和分子在組織中的移動。
細胞、感覺與運動
- 細胞生物力學建模：細胞力學的模型。
- 耳蝸與前庭力學：內耳的力學功能。
- 人體的機械功：運動生理學以及限制做功輸出的因素。
評析
優點
- 一冊之內涵蓋面廣。 全書約350頁，內容從骨骼和關節，經過迴圈系統，到細胞、耳朵和運動。目錄裡包括衝擊生物力學、耳蝸與前庭力學、淋巴輸運等主題。
- 專家撰稿。 每一章都署有一到兩位研究者的姓名，因此需要了解某個專題的讀者，讀到的是該領域的從業者所寫的論述。
- 系統模型與子系統模型並重。 出版社強調本書把系統層面的模型與組織、細胞、分子的模型結合起來，新增的細胞建模一章正體現了這一目標。
- 圖表與定量支援。 出版社提到書中有140多幅插圖、60張表格，以及用於建立生物力學行為模型的多種公式。
侷限
- 更像參考書而非課程教材。 出版社稱其為「完整而簡明的參考書」，同時可作為初學者的入門讀物。各章選自手冊並獨立撰寫，因此記號、深度和先修要求會因章而異，目錄中也沒有講基礎力學的導論性章節。
- 未見習題。 出版社的介紹提到插圖、表格和公式，但沒有提到章末習題；如果課程依賴習題，採用之前請先檢視實書。
- 對人體運動的覆蓋有選擇。 人體運動由一章步態分析和兩章運動章節來代表。出版社的介紹沒有提到醫療器材設計，需要這方面內容的讀者應另找他書。
在課程中的定位
本書是一部覆蓋面廣的概覽性參考書，而不是第一門課的教材。Özkaya 等人的 Fundamentals of Biomechanics 從基本原理出發為沒有工程背景的讀者建立靜力學、動力學和變形體力學，Knudson 的 Fundamentals of Biomechanics 以人體運動為中心，只需代數水平的計算；二者都是更容易的起點。Ethier 和 Simmons 的 Introductory Biomechanics: From Cells to Organisms 是一部面向有工程背景學生的連貫課程教材，與本書有部分重疊，包括迴圈系統、肌肉和運動，但以教科書的形式呈現，每章都從相關的解剖學和生理學講起。
若要深入，Humphrey 和 O'Rourke 的 An Introduction to Biomechanics 完整地展開了固體和流體的連續介質力學，Fung 的 Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues 是論述生物材料本構行為的經典專著。當專案需要了解上述各書沒有涉及的專題（例如頭頸部損傷力學或耳蝸力學）時，Peterson 和 Bronzino 的這本書可以與它們配合使用。
如何使用本書
應當選擇性地閱讀。在學過一門生物力學入門課程之後，可按專案需要選擇相應的章節：前五章對應肌肉骨骼系統，接下來兩章對應損傷力學，心血管和微迴圈各章對應血流與血管力學，細胞建模一章可作為細胞力學的起點，最後四章對應聽覺、平衡與運動。
由於各章是分別撰寫的，讀每一章之前先檢視其先修要求，而不必嚴格按順序閱讀。各章作者的姓名也是查詢各領域原始文獻的有用線索。需要有結構的講授順序和習題的學生，應當把本書與上面提到的某一部課程教材搭配使用，並把它當作延伸閱讀的來源。