●共訳　齋藤　太朗 ／ 高木　建次

【本書の特徴】

●	複雑なからだの仕組みや動きを理解する！
●	からだの探訪～頭からつま先まで、知っておきたいからだの法則！！
　
原書	：	Irving P. Herman
『Physics of the Human Body: Biological and Medical Physics,Biomedical Engineering』,Springer-Verlag GmbH & CO.KG（2007）

書籍・DVDの内容

　用語、標準人およびスケーリング
　
1.1	解剖学用語
1.2	人の機械的動作
1.3	標準人
1.4	スケーリング関係
　	
1.4.1	相対成長則（Allometric Rules）
1.4.2	感覚におけるスケーリング
1.5	要　約
演習問題
　
	
　からだの静力学
　
2.1	力，トルクおよび平衡の概説
2.2	静力学：1平面および「てこ」における動作
2.3	からだの静力学
2.3.1	前　腕
2.3.2	ヒップ問題
2.3.3	他の滑膜性関節の静力学
2.3.4	腰痛問題
2.3.5	スリーフォース・ルール（3力則）
　	
2.3.6	マルチセグメントモデル
2.4	触　覚
2.5	力と圧力の単位への転換
2.5.1	力
2.5.2	圧　力
2.6	要　約
演習問題
　
	
　動作
　
3.1	運動学と筋肉組織
3.2	立位姿勢
3.2.1	安定性
3.2.2	足にかかる力
3.3	ウォーキング（歩行）
3.3.1	運動学
3.3.2	筋肉の動き
3.3.3	摩　擦
3.3.4	エネルギー論
3.3.5	調和運動，振り子，慣性モーメントのレビュー
3.3.6	ウォーキングの弾道（振り子）モデル
3.3.7	逆さ振り子モデル
3.4	ランニング
3.4.1	運動学
3.4.2	筋肉の動作
3.4.3	エネルギー特性
3.4.4	跳ね返りボール/ポーゴー用スティックモデル
　	
3.5	ジャンピング（跳躍）
3.5.1	垂直跳び
3.5.2	棒高跳び（pole vault）
3.6	投球動作
3.6.1	スピニングボールの投球
3.6.2	投球中に生じる力
3.7	他のタイプの動作
3.8	人体の衝突
3.8.1	衝突の運動学
3.8.2	衝突の影響
3.8.3	ボールを打つ
3.8.4	ランニング
3.8.5	ジャンピング
3.9	持続する加速度
3.10	スポーツの物理学
3.11	要　約
演習問題
　
	
　からだの機械的性質
　
4.1	からだの構成材料要素
4.1.1	骨
4.1.2	靭帯および腱
4.1.3	軟　骨
4.2	弾　性
4.2.1	基礎的な応力-歪み関係
4.2.2	他の応力-歪みの関係
4.2.3	骨の短縮
4.2.4	弾性媒体中のエネルギー貯蔵
4.3	弾性体材料の時間-非依存偏差
4.3.1	非弾性物質
4.4	変形可能な物体の静的平衡（高度な話題）
4.4.1	梁（骨）の曲げ
　	
4.5	時間に依存する弾性挙動からのずれ；粘弾性
4.5.1	完全バネ
4.5.2	完全ダッシュポット
4.5.3	単純な粘弾性モデル
4.6	骨の粘弾性
4.7	骨　折
4.7.1	突発的骨折
4.7.2	応力破壊（高度な話題）
4.8	一般的なスポーツ傷害
4.9	骨折や他の傷害の回避；ヘルメット材料
4.10	要　約
演習問題
　
	
　筋肉
　
5.1	からだの骨格筋
5.1.1	筋肉活動の種類
5.2	筋肉の構造
5.3	受動筋
5.4	筋肉の活性化：巨視的な視点
5.4.1	筋肉の活動状態の力学モデル
5.5	運動の効果
5.5.1	筋肉疲労
5.6	筋肉の協調
　	
5.7	活動筋肉/強縮筋肉：微視的な視点
5.7.1	全筋肉張力
5.7.2	有用筋肉長には限界範囲があることの日常的証明
5.8	ヒルの力（force）-速度曲線
5.9	滑りフィラメントモデル：ナノスコピックな視点
5.10	要　約
演習問題
　
	
　代謝：からだのエネルギー、熱、仕事、パワー
　
6.1	エネルギー保存と熱流量
6.2	体燃料（body fuel）のエネルギー含有量
6.2.1	代謝エネルギーとエネルギー貯蔵
6.3	エネルギー貯蔵分子
6.3.1	エネルギー源としてATPはどのように生成され，使われるか
6.3.2	からだによりATPは実際にどのように利用されるか
6.4	代謝量
　	
6.4.1	基礎代謝量
6.4.2	日常活動における代謝量
6.4.3	体重の増減
6.5	体熱の損失
6.5.1	熱損失モード
6.6	体　温
6.7	要　約
演習問題
　
	
　体内における流体圧、流体フロー、および流体中の運動
　
7.1	体内の特徴的圧力
7.1.1	定義・単位
7.1.2	圧力測定
7.2	流体圧と流体流れの基礎物理
7.2.1	ラプラスの法則
7.2.2	流体運動
7.2.3	連続の式
7.2.4	ベルヌーイの式
7.2.5	流れのパラメータ間の相互関係
　	
7.2.6	粘性流れとポアズイユの法則
7.3	拡散（高度な話題）
7.4	体の中の圧力，流れ
7.5	流体環境と人の運動
7.5.1	水　泳
7.5.2	人体飛行
7.6	要　約
演習問題
　
	
　心臓血管系
　
8.1	循環器系と心周期の概要
8.1.1	循環について
8.1.2	心拍周期
8.1.3	弁
8.2	循環系の物理学
8.2.1	血液の性質
8.2.2	血圧と血管内の血液流れ
8.2.3	毛細血管圧・浸透圧
8.2.4	血液流量，血液流速
8.2.5	動脈閉塞の影響について
8.2.6	心臓がなす仕事量，心臓の代謝要求
8.3	脳血管障害および動脈瘤
　	
8.3.1	分岐動脈と嚢状動脈瘤
8.3.2	狭窄症および虚血性脳血管障害
8.3.3	動脈内パルス状流れの運動方程式と動脈瘤（高度な話題）
8.4	循環器系および心臓のモデリング
8.4.1	心臓モデル
8.4.2	体循環系の全体流れのモデル
8.4.3	動脈パルス（拍動）
8.4.4	Windkesselモデル
8.4.5	心機能不全モデリング
8.5	要　約
演習問題
　
	
　肺と呼吸
　
9.1	肺の構造
9.2	肺胞の物理
9.3	呼吸の物理
9.4	肺の容積
9.5	正常条件下での呼吸，異常条件下での呼吸
9.5.1	呼吸時の空気流れ
9.5.2	呼吸の機械モデルとモデルパラメータ
　	
9.5.3	吸気/呼気サイクル
9.5.4	臨床例における肺呼吸
9.5.5	高所における呼吸問題
9.6	呼吸に必要な仕事量
9.7	要　約
演習問題
　
	
　音、音声、聴覚
　
10.1	音波の物理学
10.1.1	音波の速度，音波の物理的性質
10.1.2	音波の強度（音の強さあるいは音響強度）
10.1.3	音が異媒質間を伝わるとき，何が起こるか？
10.1.4	共振空洞（resonant cavity）
10.2	音声生成（Speech Production）
10.2.1	音のタイプ
10.2.2	音声生成のシステム
10.2.3	音声パラメータ
　	
10.2.4	発声のエネルギー特性
10.3	聴　覚
10.3.1	聴覚感度
10.3.2	音とヒト聴覚の結合
10.4	体内に起こるその他の振動
10.4.1	心臓の鼓動およびその他の音源
10.5	要　約
演習問題
　
	
　光、眼、映像
　
11.1	眼の構造
11.2	焦点調節およびレンズによる結像
11.2.1	結　像
11.2.2	像形成の基本原理
11.2.3	組み合せレンズ，屈折表面
11.3	眼による像の形成，像の検出
11.3.1	眼の中の光の透過
11.3.2	複合レンズとしての眼
11.3.3	眼の調節（Accommodation）
11.3.4	視野と両眼視（Field of View and Binocular Vision）
　	
11.3.5	照度調節（Adjustments of Light Levels ）
11.3.6	視力の限界
11.3.7	ヒト視覚の不完全性
11.3.8	メガネ，コンタクトレンズ，その他手段による視力矯正
11.4	視覚障害の類型
11.5	光と視覚
11.6	動物の視覚
11.7	要　約
演習問題
　
	
　体内の電磁気的特性
　
12.1	電気の基本についての復習
12.2	人体組織の電気的性質
12.2.1	血液と組織中の電気伝導
12.3	神経細胞におけるシグナル伝達
12.3.1	細胞膜とイオン分布
12.3.2	細胞膜興奮の型
12.3.3	軸索に沿っての電気伝導モデル
12.4	イオンチャネル，有毛細胞，平衡感覚，味覚，嗅覚
12.5	心臓の電気的特性
　	
12.6	脳内の電気信号
12.7	電気ショックの影響（感電作用）
12.8	磁気的性質
12.8.1	軸索による磁場生成
12.8.2	磁気検知
12.9	電磁波
12.10	要　約
演習問題
　
	
　フィードバックと制御
　
13.1	フィードバックと制御の基礎
13.1.1	制御理論（高度な話題）
13.2	からだの調節
13.2.1	温度調節
　	
13.2.2	血圧コントロール
13.2.3	運動中の調節作用
13.3	要　約
演習問題
　
付録A	　記号と単位
　
付録B	　解剖学的、人体計測的主要情報を含む図表の一覧表
　
　
付録C	　微分方程式
C.1 単純な1階-および2階-微分方程式
C.2 指数関数的減衰，抗力（抵抗）
　	
C.3 調和振動子
C.4 偏微分方程式
　
付録D	　相似モデル系
D.1 分布型モデルvs.集中型モデル：血液流れの電気等価回路（高度な話題）
　	
　
付録E	　人体に関する生物物理
　
演習問題解答
引用・参考文献