生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)(第二版)
《生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)(第2版)》以作為生物體機(jī)能信息載體的光在研究生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)問題中的流向,依次介紹基礎(chǔ)光子學(xué)系統(tǒng)(第一章)、人體中光與物質(zhì)相互作用的基本知識(shí)和數(shù)學(xué)描述(第二章、第三章)、人體機(jī)能信息的獲取所必需的共性理論和相關(guān)技術(shù)(第四章、第五章);然后通過兩個(gè)具體的研究實(shí)例,即無創(chuàng)傷人體內(nèi)成分測(cè)量(第六章)和無創(chuàng)傷人體光學(xué)成像(第七章),為讀者提供生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究方法和技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)介紹和感性認(rèn)識(shí);最后本書還介紹了生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究領(lǐng)域的幾個(gè)成功應(yīng)用和熱點(diǎn)研究內(nèi)容(第八章)。
《生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)(第2版)》可供從事醫(yī)學(xué)、工學(xué)、理學(xué)等應(yīng)用研究的相關(guān)學(xué)者、工程技術(shù)人員、研究生和高年級(jí)本科生參考。本書由徐可欣、高峰、趙會(huì)娟編寫。
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《生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)(第2版)》是在作者十余年國內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究工作基礎(chǔ)上,以及所授課程講義的基礎(chǔ)上編寫而成的。本書旨在通過系統(tǒng)地介紹生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)中的主要概念、理論、技術(shù)以及最近的一些科研發(fā)展的例子,為初學(xué)者和相關(guān)研究人員描繪出生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)相關(guān)內(nèi)容的主線。本書共分八章,其中第一章至第四章為基礎(chǔ)篇,其余為應(yīng)用篇。由徐可欣、高峰、趙會(huì)娟編寫。
目錄
第二版說明
序
前言
第一章 緒論
第二章 光與生物組織體的相互作用 8
2.1 光與生物組織體相互作用的基本形式 8
2.2 組織體對(duì)光的吸收效應(yīng) 10
2.2.1 吸收效應(yīng)和吸收系數(shù) 10
2.2.2 分子吸收種類 11
2.2.3 生物組織中的吸收物質(zhì) 14
2.2.4 朗伯-比爾定理 16
2.3 組織體對(duì)光的散射效應(yīng) 18
2.3.1 散射 18
2.3.2 彈性散射 19
2.3.3 非彈性散射 24
2.3.4 組織體出射光子的分類和修正的朗伯-比爾定理 26
2.4 組織體發(fā)光 28
2.4.1 生物組織的熒光效應(yīng) 28
2.4.2 熒光發(fā)光的表征 31
2.4.3 生物組織的自體熒光與外熒光 32
2.5 光熱效應(yīng)和光聲效應(yīng) 34
2.5.1 熱的產(chǎn)生 34
2.5.2 熱在組織體中的傳導(dǎo) 35
2.5.3 熱對(duì)組織體的效應(yīng)及其應(yīng)用 36
2.5.4 光聲效應(yīng) 37
2.6 光化學(xué)效應(yīng) 37
參考文獻(xiàn) 39
第三章 描述光在組織體中傳播的鼓掌模型 41
3.1 離散粒子統(tǒng)計(jì)模型:MC模擬 42
3.2 連續(xù)粒子模型:玻耳茲曼輻射傳輸方程 49
3.3 擴(kuò)散方程及其解 51
3.3.1 邊界條件 53
3.3.2 光源模型 54
3.3.3 解析解 55
3.3.4 數(shù)值解 60
3.4 K-M 模型 69
3.5 加告法 72
3.5.1 一般理論 73
3.5.2 組織薄層的反射與透射 75
參考文獻(xiàn) 75
第四章 生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)中的測(cè)量技術(shù) 78
4.1 光源 78
4.1.1 光源的分類 79
4.1.2 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)、臨床診斷和治療中的激光器 82
4.1.3 激光安全 84
4.2 光電探測(cè)器 85
4.2.1 光電探測(cè)器種類 86
4.2.2 光電探測(cè)器的性能參數(shù)和光電探測(cè)器的選擇 89
4.3 微弱光信號(hào)的電探測(cè)技術(shù) 92
4.3.1 探測(cè)器的噪聲 93
4.3.2 鎖相放大技術(shù) 95
4.3.3 取樣積分器 97
4.3.4 光子計(jì)數(shù)技術(shù) 100
4.3.5 時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù) 104
4.3.6 頻域技術(shù) 107
4.4 生物組織光學(xué)參數(shù)的直接測(cè)量方法 109
4.4.1 分光光度法 110
4.4.2 積分球技術(shù) 111
參考文獻(xiàn) 115
第五章 參敢提取的定量鼓掌方法 116
5.1 常用的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法 117
5.1.1 MLR 模型 117
5.1.2 PCR 模型 118
5.1.3 PLS 模型 120
5.1.4 校正模型的驗(yàn)證 121
5.2 X射線計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)基本原理 123
5.3 擴(kuò)散光學(xué)層析理論 125
5.4 熒光擴(kuò)散層析技術(shù) 133
5.4.1 弱散射媒質(zhì)中的熒光光譜技術(shù) 134
5.4.2 組織體中熒光傳輸過程的定量描述 135
5.4.3 隨機(jī)媒質(zhì)中的熒光光滑技術(shù) 138
5.4.4 熒光擴(kuò)散層析 139
參考文獻(xiàn) 142
第六章 生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)在人體成分濃度檢測(cè)方面的應(yīng)用 146
6.1 無創(chuàng)傷人體血糖濃度檢測(cè) 148
6.1.1 人體血糖濃度無刨測(cè)量的意義 148
6.1.2 人體血糖濃度元?jiǎng)?chuàng)測(cè)量的研究進(jìn)展 149
6.1.3 近紅外光譜測(cè)量血糖濃度的理論基礎(chǔ) 153
6.1.4 人體血糖濃度元?jiǎng)?chuàng)測(cè)量的初步臨床結(jié)果 173
6.2 無創(chuàng)傷人體血氧檢測(cè) 178
6.2.1 人體血氧飽和度及無創(chuàng)檢測(cè)的意義 178
6.2.2 人體血氧飽和度元?jiǎng)?chuàng)檢測(cè)原理 179
6.2.3 動(dòng)脈血氧飽和度測(cè)量原理 181
6.2.4 肌血氧和腦血氧飽和度檢測(cè) 184
6.3 結(jié)束語 186
參考文獻(xiàn) 186
第七章 生物醫(yī)學(xué)光子成像技術(shù) 192
7.1 DOT 193
7.1.1 圖像信息的獲取 194
7.1.2 oor 的系統(tǒng)構(gòu)造 196
7.1.3 仿體模型的四萬舉例 200
7.1.4 oor 的優(yōu)點(diǎn) 200
7.1.5 DOT 的應(yīng)用 202
7.2 熒光分子層析 208
7.3 OCT 212
7.3.1 提取早期到達(dá)光的技術(shù) 212
7.3.2 OCT的工作原理 213
7.3.3 分辨率及穿透深度 215
7.3.4 OCT的系統(tǒng)構(gòu)造 217
7.3.5 OCT的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用 220
7.4 光聲層析成像基本原理 221
7.4.1 基本物理參數(shù) 221
7.4.2 一般光聲波動(dòng)方程 222
7.4.3 光聲波動(dòng)方程的解 223
7.4.4 PAT重建的一般方法 223
參考文獻(xiàn) 224
第八章 生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)其他研究熱點(diǎn)介紹 229
8.1 激光掃描共聚焦顯微技術(shù) 229
8.1.1 共聚焦成像原理 229
8.1.2 激光掃描共聚焦顯微鏡裝置 231
8.1.3 熒光共聚焦顯微鏡 232
8.1.4 激光掃描共聚焦顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 234
8.2 光動(dòng)力療法 234
8.2.1 光動(dòng)力診斷和治療原理 235
8.2.2 光敏劑和激發(fā)光源 236
8.2.3 光動(dòng)力療法的方法及優(yōu)勢(shì) 238
8.3 光鑷 239
8.3.1 光輻射壓力、光梯度力 240
8.3.2 光學(xué)勢(shì)阱 241
8.3.3 光鑷裝置 242
8.3.4 光鑷的應(yīng)用 244
參考文獻(xiàn) 246
中英文名詞對(duì)照表 247