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![(LZYHWC3Y@C9`WGOMS]LL[J.png](http://www.seupress.com/files/105410/1703/267259ee920_m.png)
1.åº åœ¨çŽ°ä»£ç§‘å¦é¢†åŸŸï¼Œå…‰å¦å’Œç”Ÿç‰©åŒ»å¦éƒ½æ˜¯æ¯”较çƒé—¨çš„å¦ç§‘。光å¦è§£å†³å‘å…‰ã€ä¼ æ’ã€å…‰ä¸Žç‰©è´¨é—´çš„相互作用ç‰é—®é¢˜ã€‚éšç€æ¿€å…‰çš„å‘明，å¤è€çš„å…‰å¦ç†è®ºç„•å‘了é’春，ä¸æ–涌现出新的å¦ç§‘分支，充实光å¦å¦ç§‘的大厦。生物医å¦æˆ–生物医å¦å·¥ç¨‹æ˜¯é‡ç‚¹å…³æ³¨ç”Ÿç‰©ç‰¹åˆ«æ˜¯äººç±»å¥åº·çš„å¦ç§‘，它结åˆäº†ç‰©ç†å¦ã€åŒ–å¦ã€ç”Ÿç‰©å¦åŠæœºæ¢°ç”µåç‰ç›¸å…³å¦ç§‘，是当å‰ç ”究的çƒç‚¹å¦ç§‘之一。生物医å¦å…‰å¦åˆ™æ˜¯å°†å…‰å¦å¦ç§‘çš„ç†è®ºã€æŠ€æœ¯åº”用到生物医å¦é¢†åŸŸï¼Œæ˜¯åˆä¸€ä¸ªäººä»¬æ„Ÿå…´è¶£çš„交å‰ã€å‰æ²¿çš„ç ”ç©¶æ–¹å‘，目å‰å‘展迅速，æˆæžœä¼—多。 生物医å¦å…‰å¦ç ”究光在组织ä¸çš„ä¼ æ’规律，光在组织ä¸çš„å¸æ”¶ã€æ•£å°„ç‰å…‰å¦ä½œç”¨å½¢å¼ï¼Œå®žçŽ°å¯¹æ‚£è€…基于光å¦ç†è®ºã€å…‰å¦æŠ€æœ¯çš„诊æ–和治疗。当å‰ï¼Œç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦é¢†åŸŸåº”用在临床的典型代表是光å¦å±‚æžæˆåƒï¼ˆOCT）技术，已ç»æˆä¸ºåŒ»å¦ä¸çœ¼åº•ç—…诊æ–çš„é‡‘æ ‡å‡†ã€‚å…¶ä»–çš„ç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦æŠ€æœ¯ä¹Ÿä¸æ–涌现，并在临床上开拓其应用空间。近年æ¥è¯ºè´å°”奖也特别关注生物医å¦å…‰å¦é¢†åŸŸçš„ç ”ç©¶æˆæžœï¼Œå¤šæ¬¡æŠŠè¯ºå¥–é¢å‘ç»™æ¤é¢†åŸŸåšå‡ºå“越贡献的科å¦å®¶ï¼Œå¦‚：2008年的化å¦å¥–é¢ç»™äº†ä¸‹ä¿®æ‘ã€é’±æ°¸å¥ç‰å¦è€…，奖励他们在绿色è§å…‰è›‹ç™½åŠå…¶ç³»åˆ—è§å…‰æ ‡è®°ç‰©å®žçŽ°ä¸Šçš„贡献；
2014å¹´é¢ç»™äº†åœ¨è¶…è¡å°„æžé™æ˜¾å¾®æˆåƒæŠ€æœ¯æ–¹é¢ä½œå‡ºé‡å¤§è´¡çŒ®çš„åŸƒé‡Œå…‹Â·ç™½å…¹æ ¼ï¼ˆEric Betzig）ã€æ–¯è’‚芬·黑尔（Stefan W.
Hell）ã€å¨å»‰Â·èŽ«å°”纳（William E. Moerner）ç‰ä¸‰ä½å¦è€…。å¯ä»¥è¯´ï¼Œç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦åœ¨æœªæ¥å‘展的潜力和空间是巨大的。 ä½œè€…æ ¹æ®å…¶è¿‘å¹´æ¥çš„工作总结，结åˆå½“å‰ç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦æ–¹é¢çš„ç ”ç©¶è¿›å±•ç¼–å†™äº†æœ¬ä¹¦ã€‚æœ¬ä¹¦ç³»ç»Ÿåœ°é˜è¿°äº†ç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦ä¸çš„çƒç‚¹æŠ€æœ¯åŠå…¶å…‰å¦èƒŒæ™¯ï¼Œå¦‚：基于光谱的光å¦æ´»æ£€ï¼›æ¿€å…‰å…±èšç„¦æ˜¾å¾®é•œï¼›å…‰å¦å±‚æžæˆåƒï¼›å…‰å£°æˆåƒä»¥åŠè¶…è¡å°„æžé™çš„远场显微æˆåƒç‰ï¼Œä»‹ç»äº†ç›¸å…³çš„ç†è®ºåŸºç¡€å’ŒæŠ€æœ¯é‡ç‚¹ã€‚æœ¬ä¹¦ä¸ºç›¸å…³é¢†åŸŸçš„ç ”ç©¶äººå‘˜ã€ç ”究生åŠæœ¬ç§‘生æ供了一本有用的å‚考书。当然，生物医å¦å…‰å¦å¦ç§‘本身相当å¤æ‚，å‘展迅速，还有待人们努力ä¸æ‡ˆåœ°è¿›ä¸€æ¥åŽ»ç ”究ã€æŽ¢ç´¢å’Œå®žè·µã€‚ ä¸å›½å·¥ç¨‹é™¢é™¢å£« 2017.1.5于上海ç†å·¥å¤§å¦ 2.å‰è¨€ 生命科å¦æ˜¯å½“今世界科技å‘展的最大çƒç‚¹ä¹‹ä¸€ã€‚ç›®å‰å‡ 乎所有的科å¦æŠ€æœ¯éƒ½å°†å›´ç»•äººä¸Žäººç±»çš„å‘展问题，寻求自己的有æ„义的生长点与å‘展é¢ï¼Œè€Œç”Ÿå‘½ç§‘å¦çš„é‡ç‚¹ç ”究对象更是直指高ç‰ç”Ÿå‘½æ´»ä½“与人体本身的一些é‡å¤§é—®é¢˜ã€‚而如何借助于物ç†å¦æŠ€æœ¯ã€åŒ–å¦æŠ€æœ¯ã€çº³ç±³æŠ€æœ¯ç‰å¤è€å¦ç§‘和新型å¦ç§‘的技术获得生命信æ¯ä¸€ç›´æ˜¯ç”Ÿå‘½ç§‘å¦å‘展ä¸çš„é‡è¦ç ”究课题。生命科å¦çš„æ¯ä¸€æ¬¡é‡å¤§è¿›æ¥éƒ½ç¦»ä¸å¼€å°–端科å¦ä»ªå™¨çš„å‘明，如显微镜的出现æ示了关于细胞的信æ¯ï¼Œå¼€åˆ›äº†ä¸€ä¸ªæ–°çš„å¦ç§‘——细胞å¦ç§‘。X射线技术在生物系统ä¸çš„应用显示了分å层次的信æ¯ï¼Œä¸ºåˆ†å生物å¦çš„å»ºç«‹å¥ å®šäº†å®žéªŒåŸºç¡€ï¼Œæ›´å¼€åˆ›äº†åŒ»å¦å½±åƒå¦ï¼Œå®žçŽ°ç»„织层é¢ã€åˆ†å层é¢çš„多层次影åƒå¦è¯Šæ–领域。激光的出现更是掀起了光å¦æŠ€æœ¯åœ¨ç”Ÿç‰©åŒ»å¦é¢†åŸŸç ”究的çƒæ½®ï¼Œä¸€ä¸ªäº¤å‰çš„ã€æ–°é¢–çš„å¦ç§‘“生物医å¦å…‰å¦â€åº”è¿è€Œç”Ÿï¼Œå¹¶å¾—到了飞速å‘展。光åå¦åŠå…¶æŠ€æœ¯å·²å¹¿æ³›åº”用或渗é€åˆ°ç”Ÿç‰©ç§‘å¦å’ŒåŒ»å¦çš„诸多方é¢ï¼Œç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦çš„å‘展，将现代医å¦å’Œç”Ÿå‘½ç§‘å¦å¸¦è¿›å´æ–°çš„时代。当今世界ä¸ï¼Œä¸Žå…‰åå¦æœ‰å…³çš„技术æ£å†²å‡»ç€äººç±»å¯¹ç”Ÿå‘½ä½“的认知åŠäººç±»å¥åº·é¢†åŸŸã€‚基于现代激光与光电å技术的生物医å¦å…‰å¦å°†ä¸ºç”Ÿå‘½ç§‘å¦å¸¦æ¥å…·æœ‰åŽŸåˆ›æ€§çš„é‡è¦ç ”究æˆæžœï¼Œå¹¶å¯æœ›å½¢æˆæœ‰é‡å¤§ç¤¾ä¼šå½±å“å’Œç»æµŽæ•ˆç›Šçš„产业。 生物医å¦å…‰å¦çš„ç ”ç©¶ç›®æ ‡æ˜¯å®žçŽ°å¾®åˆ›æˆ–æ— åˆ›çš„è¯Šæ–与治疗。诊æ–æ–¹é¢ï¼ŒåŒ»å¦å…‰åå¦å‘å±•çš„è¶‹åŠ¿æ˜¯ç ”åˆ¶å°åž‹ã€ä¾¿æºã€å¾®åˆ›/æ— åˆ›ã€å¯è¿žç»æ“作且功能完备的医疗仪器，具体å¯ä»¥åˆ†ä¸ºä¸‰ä¸ªæ–¹é¢ã€‚第一，基于光å¦æˆåƒçš„检测和诊æ–。当å‰çš„ç ”ç©¶é‡ç‚¹æ˜¯å¼€å‘超高时空分辨的æˆåƒæŠ€æœ¯å’Œè®¾å¤‡ã€å¤§ç©¿é€æ·±åº¦çš„æˆåƒæŠ€æœ¯å’Œè®¾å¤‡ä»¥åŠå¤šæ¨¡æ€çš„æˆåƒæŠ€æœ¯å’Œè®¾å¤‡ï¼Œæ›´å¥½åœ°å®žçŽ°å¤šå±‚次ã€å¤§åŠ¨æ€èŒƒå›´çš„图åƒå‘ˆçŽ°ã€‚在体éžä¾µå…¥çš„生物æˆåƒæŠ€æœ¯ä¹Ÿå¾—到了迅猛å‘展。éžä¾µå…¥æ€§ç”Ÿç‰©æˆåƒé¢†åŸŸç›®å‰å·²ç»é‡‡ç”¨å„ç§æ˜¾å¾®æŠ€æœ¯å’Œå…±èšç„¦ç‰æŠ€æœ¯ï¼Œæ高了图åƒçš„精细度，使得人们能深入探索活细胞ä¸ç»†èƒžæ´»åŠ¨è¿‡ç¨‹çš„分å事件。第二，基于光谱技术的检测和诊æ–。当å‰ç ”究最为活跃的领域是基于拉曼散射光谱的å„ç§æ£€æµ‹æŠ€æœ¯ï¼Œå¦‚：表é¢å¢žå¼ºæ‹‰æ›¼æ•£å°„光谱技术已实现对细èŒå’Œç—…毒的多å‚æ•°ã€å¤§é€šé‡æ£€æµ‹ã€‚基于è§å…‰å…‰è°±æŠ€æœ¯çš„检测和诊æ–，包括本å¾è‡ªä½“è§å…‰å…‰è°±çš„肿瘤检测，外æºè§å…‰çš„细胞识别与计数ç‰ã€‚第三，基于光å¦æŠ€æœ¯çš„ç”Ÿç‰©ä¼ æ„Ÿã€‚å½“å‰çš„çƒç‚¹åœ¨äºŽå®žçŽ°åœ¨ä½“ã€å¯ç©¿æˆ´çš„生ç†å‚æ•°å’Œç”ŸåŒ–æŒ‡æ ‡çš„è¿žç»ç›‘æµ‹çš„ä¼ æ„ŸæŠ€æœ¯ç ”ç©¶ï¼Œå¦‚è¡€æ°§é¥±å’Œåº¦ã€è¿žç»è¡€åŽ‹ã€è¡€ç³–监测ç‰ã€‚治疗方é¢,
未æ¥ä¸»è¦åœ¨å…‰åŠ¨åŠ›å¦æ²»ç–—, å¼€å‘å°åž‹åŒ–固体激光器, åŒæ—¶å¯»æ±‚æ›´æ•æ„Ÿä¸”适用于人体的è§å…‰ç‰©è´¨,
改进肿瘤病å˜ç»„织ç‰ç–¾ç—…的诊æ–é€ å½±åŠç¡®å®šå…‰åŠ¨åŠ›å¦ç–—æ³•çš„æ ¹æœ¬é€”å¾„ã€‚ 本书的内容åšå¦‚ä¸‹å®‰æŽ’ï¼šç¬¬ä¸€ç« æ˜¯ç”Ÿç‰©åŒ»å¦å…‰å¦ç»ªè®ºï¼›ç¬¬äºŒç« 介ç»å…‰å¦å’Œå…‰å¦åŸºæœ¬çŸ¥è¯†ï¼›ç¬¬ä¸‰ç« 为生物系统å‘光，包括生物超微弱å‘光和è§å…‰ç‰ï¼›ç¬¬å››ç« 为生物医å¦å…‰å¦çš„ç†è®ºåŸºç¡€å…‰ä¸Žç»„织相互作用——组织光å¦ï¼Œå…‰çš„å¸æ”¶ã€æ•£å°„ï¼Œå…‰ä¼ è¾“ç†è®ºåŸºç¡€ä»¥åŠå…‰ä¸Žç»„织作用åŽçš„生物å¦æ•ˆåº”ï¼›ç¬¬äº”ç« ä¸ºç”Ÿç‰©ç»„ç»‡çš„å…‰å¦å‚数测é‡å’Œä¸€äº›ç»„织在ä¸åŒæ³¢é•¿ä¸‹çš„å¸æ”¶å’Œæ•£å°„系数；第å…ç« ä¸ºå…‰å¦æ´»æ£€ï¼ŒåŒ…括å„ç§å…‰è°±æ£€æŸ¥æŠ€æœ¯ï¼›ç¬¬ä¸ƒç« 为生物æˆåƒåŽŸç†å’ŒæŠ€æœ¯ï¼Œä»Žä¼ 统的显微æˆåƒä»‹ç»å¼€å§‹ï¼›ç¬¬å…«ç« 为光å¦å±‚æžæˆåƒæŠ€æœ¯ï¼›ç¬¬ä¹ç« 为光声æˆåƒï¼›ç¬¬åç« ä¸ºå½“å‰æ¯”较çƒé—¨çš„超è¡å°„æžé™åˆ†è¾¨çš„显微æˆåƒæŠ€æœ¯ã€‚ 本书的æˆç¨¿å¾—到了上海ç†å·¥å¤§å¦ç²¾å“本科课程建设的ç»è´¹æ”¯æŒï¼Œåœ¨æ¤æ„Ÿè°¢ä¸Šæµ·ç†å·¥å¤§å¦å„领导的大力支æŒï¼›åŒæ—¶ç ”究生æ¨æ¢…ã€è‘£è‚–娜ã€æ¨é™ã€é™†é›¨è²ã€å¼ 通ã€è”¡å¹²åœ¨ä¹¦ç¨¿æ•´ç†ã€æ–‡å—编辑方é¢åšå‡ºäº†å¤§é‡çš„工作，对他们的辛勤劳动表示最诚挚的谢æ„；最åŽè¦æ„Ÿè°¢æˆ‘的爱人和我的父亲对我工作上的支æŒä¸Žé¼“励，这些æˆæžœçš„获得都与他们的默默付出是分ä¸å¼€çš„。 生物医å¦å…‰å¦æ¶‰åŠå¦ç§‘广泛，é™äºŽç¼–者的å¦æœ¯æ°´å¹³ï¼Œä¹¦ä¸éš¾å…有错误或表达ä¸å‡†ç¡®ä¹‹å¤„，æ³è¯·è¯»è€…ä¸å指æ£ã€‚ 编者：王æˆ2016.12 3.目录 ç¬¬ä¸€ç« ç»ªè®º1 1î€1概述1 1î€2生物医å¦å…‰å¦é‡è¦åŽ†ç¨‹3 1î€3生物医å¦å…‰å¦å‘展与å‰çž»4 ç¬¬äºŒç« å…‰å¦å’Œå…‰åå¦åŸºæœ¬çŸ¥è¯†7 2î€1绪论7 2î€2å‡ ä½•å…‰å¦çš„基本原ç†10 2î€3光的干涉31 2î€4光的è¡å°„44 ç¬¬ä¸‰ç« ç”Ÿç‰©ç³»ç»Ÿå‘å…‰69 3î€1生物å‘光分类69 3î€2è§å…‰70 3î€3å‘光生物å‘å…‰84 3î€4化å¦å‘å…‰85 3î€5生物超微弱å‘å…‰85 ç¬¬å››ç« å…‰ä¸Žç»„ç»‡ç›¸äº’ä½œç”¨92 4î€1组织光å¦92 4î€2光在组织ä¸çš„å¸æ”¶94 4î€3生物组织的光散射98 4î€4å…‰åä¼ è¾“ç†è®ºæ¨¡åž‹110 4î€5光与组织作用的生物å¦æ•ˆåº”124 ç¬¬äº”ç« ç»„ç»‡å…‰å¦æ€§è´¨128 5î€1简介128 5î€2组织光å¦æ€§è´¨æµ‹é‡çš„基本原则128 5î€3积分çƒæŠ€æœ¯130 5î€4KubelkaMunk法和多æµæ³•131 5î€5逆å€å¢žæ³•132 5î€6组织的光å¦æ€§è´¨133 5.8î€1皮肤和皮下组织的光å¦æ€§è´¨134 5î€8î€2眼部组织的光å¦æ€§è´¨142 5î€8î€3头部ã€è„‘部组织的光å¦æ€§è´¨146 5.8î€4上皮组织/粘膜组织的光å¦æ€§è´¨152 5î€8î€5乳房组织的光å¦æ€§è´¨156 5.8î€6软骨157 5î€8î€7è‚è„161 5.8î€8肌肉164 5î€8î€9主动脉165 5î€8î€10肺166 5î€8î€11心肌167 5î€7总结167 第å…ç« åŒ»å¦å…‰è°±æŠ€æœ¯168 6î€1近红外光谱技术åŠåº”用168 6î€2è§å…‰å…‰è°±173 6î€3拉曼光谱技术应用178 6î€4细胞水平的共焦åŽå‘散射显微光谱183 6î€5光谱æˆåƒçš„定义187 ç¬¬ä¸ƒç« ç”Ÿç‰©æˆåƒåŽŸç†å’ŒæŠ€æœ¯198 7î€1生物æˆåƒï¼šä¸€ç§é‡è¦çš„生物医å¦æ–¹æ³•198 7î€2å…‰å¦æˆåƒæ¦‚è¿°199 7î€3生物和医用显微镜201 7î€4é€å°„显微术212 7î€5倒置显微镜216 7î€6暗场显微镜217 7î€7相差显微镜220 7î€8å光显微镜230 7î€9微分干涉相衬显微镜（DIC）242 7î€10è§å…‰æ˜¾å¾®é•œ251 7î€11扫æ近场光å¦æ˜¾å¾®é•œ263 7î€12å…±èšç„¦æ˜¾å¾®é•œ269 7î€13è§å…‰å…±æŒ¯èƒ½é‡è½¬ç§»ï¼ˆFRET）æˆåƒ282 7î€14è§å…‰å¯¿å‘½æˆåƒæ˜¾å¾®æœ¯ï¼ˆFLIM）289 ç¬¬å…«ç« å…‰å¦ç›¸å¹²å±‚æžæˆåƒæœ¯ï¼ˆOCT）原ç†291 8î€1介ç»291 8î€2OCT系统ä¸çš„共焦门和横å‘分辨率294 8î€3弱相干干涉的轴å‘范围296 8î€4傅里å¶åŸŸå…‰å¦ä½Žç›¸å¹²å±‚æžæˆåƒï¼ˆFourierdomain OCT，FDOCT）299 8î€5时域弱相干干涉仪（time domain OCT，TDOCT）310 8î€6OCT系统的çµæ•åº¦å’ŒåŠ¨æ€èŒƒå›´310 8î€7OCT技术进展和应用314 第ä¹ç« 光声æˆåƒ317 9.1简介317 9î€2组织ä¸çš„光声318 9î€3深度结构æˆåƒ321 9î€4扫æ光声层æžæˆåƒï¼ˆPhotoacoustic Tomography，PAT）322 9î€5声é€é•œæˆåƒ325 9î€6计算机层æžæˆåƒï¼ˆcomputed tomography，CT）325 9î€7光声æˆåƒæ–¹æ³•çš„应用337 9î€8光声æˆåƒçš„å‘展344 第åç« è¿œåœºè¶…è¡å°„æžé™æˆåƒ346 10î€1å—æ¿€å‘å°„æŸè€—（stimulated emission depletion，STED）显微术347 10î€2超è¡å°„æžé™çš„结构光照明显微镜（Structure light Illuminate Microscopy，SIM）356 10î€3éšæœºå…‰é‡å»ºæ˜¾å¾®é•œï¼ˆSTORM）364 主è¦å‚考文献371 |
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