عناصر اسکن پرتو نوری و لیزری: مدل سازی دستگاه های اسکن آینه و منشور

شرح

این کتاب تجزیه و تحلیل‌های ریاضی دستگاه‌های اسکن در سیستم‌های نوری و لیزری را ارائه می‌کند تا نتایجی با دقت بالاتری نسبت به نتایجی که با تصویربرداری هندسی از یک شی با آینه یا منشور متحرک به دست می‌آیند، ارائه دهد. موضوعات شامل قوانین بازتاب و شکست و مقدمات ریاضی ردیابی پرتوهای تحلیلی است. دستگاه های اسکن آینه ای با یک محور چرخش (اسکن مقطع مخروطی) و با دو محور چرخش (آینه گالوانومتری و اسکنرهای گالوانومتری در آبشار برای اسکن دو بعدی). و سیستم های هدایت پرتو مبتنی بر منشور رایسلی. خوانندگان باید پایه ای در عملیات برداری و حساب دیفرانسیل و انتگرال داشته باشند و دانش معقولی از اپتیک و لیزر ابتدایی داشته باشند.

مقدمه ای بر میکروسکوپ فلورسانس کانفوکال

شرح

این کتاب یک گزارش جامع از نظریه تشکیل تصویر در یک میکروسکوپ فلورسانس هم کانونی و همچنین یک دستورالعمل عملی برای عملکرد ابزار، محدودیت‌های آن و تفسیر داده‌های میکروسکوپ کانفوکال ارائه می‌کند. ضمائم یک مرجع سریع به نظریه نوری، فرمول ها و تعاریف مربوط به میکروسکوپ و نظریه فوریه ارائه می دهند.

اپتیک بافت: روش ها و ابزارهای پراکندگی نور برای تشخیص پزشکی

شرح

این ویرایش دوم رشد شدید در اپتیک بافت - به ویژه، زمینه تشخیص و تصویربرداری بافت - را پوشش می‌دهد که از سال 2000 رخ داده است. همانطور که در نسخه اصلی، قسمت اول اصول و تحقیقات پایه را توضیح می‌دهد و قسمت دوم ابزار دقیق و کاربردهای پزشکی مواد جدید گسترده شامل نتایج مربوط به اندازه‌گیری ویژگی‌های نوری بافت، از جمله برهم‌کنش نور پلاریزه با بافت‌های کدر است. مروری بر تکنیک‌های جدید تصویربرداری پلاریزاسیون و طیف‌سنجی، توموگرافی کامپیوتری نوری (OCT) و برنامه‌های کاربردی. به روز رسانی در مورد کنترل خواص نوری بافت، و تعامل نوری و نوری آکوستیک نور با بافت. و توصیف فلورسانس، طیف‌سنجی‌های غیرخطی، و پراکندگی نور غیرکشسان.

کنترل خواص نوری بافت ها

9.1 اصول کنترل خواص نوری بافت و بررسی مختصر

9.2 غوطه وری نوری بافت توسط عوامل شیمیایی اگزوژن

9.2.1 اصول تکنیک غوطه وری نوری

9.2.2 حمل و نقل آب

9.2.3 تورم و هیدراتاسیون بافت

9.3 پاکسازی نوری بافت های فیبری

9.3.1 ویژگی های طیفی صلبیه غوطه ور

9.3.2 اندازه گیری های اسکلرال در شرایط آزمایشگاهی حوزه فرکانس

9.3.3 اندازه گیری های اسکلرال در داخل بدن

9.3.4 نظارت بر OCA و تحویل دارو در صلبیه چشم و قرنیه

9.3.5 غوطه ور شدن ماده سخت و سرعت انتشار عامل

9.4 پوست

9.4.1 مقدمه

9.4.2 اندازه گیری های طیفی آزمایشگاهی

9.4.3 اندازه گیری بازتاب طیفی در داخل بدن

9.4.4 اندازه گیری های درون تنی دامنه فرکانس

9.4.5 تصویربرداری OCT

9.4.6 تحویل OCA، نفوذ پوست و عملکرد مخزن

9.5 پاکسازی نوری بافت دستگاه گوارش

9.5.1 اندازه گیری های طیفی

9.5.2 تصویربرداری OCT

9.6 پاکسازی نوری سایر بافت ها

9.6.1 ماهیچه

9.6.2 سینه و ریه

9.6.3 استخوان جمجمه

9.6.4 عاج دندان

9.7 سایر تکنیک های نوری آینده نگر

9.7.1 اندازه گیری قطبش

9.7.2 میکروسکوپ کانفوکال

9.7.3 تشخیص فلورسانس

9.7.4 میکروسکوپ فلورسانس روبشی دو فوتون

9.7.5 نسل دوم هارمونیک

9.7.6 طیف سنجی ارتعاشی، رامان و CARS

9.7.7 پاکسازی بافت در محدوده تراهرتز

9.8 تصویربرداری از سلول ها و جریان های سلولی

9.8.1 تصویربرداری جریان خون

9.8.2 پاکسازی نوری خون

9.8.3 مطالعات سلولی

9.8.4 "خود پاکسازی" یا اثرات پاکسازی متابولیک

9.9 کاربردهای تکنیک غوطه وری بافت

9.9.1 سنجش گلوکز

9.9.2 خصوصیات بافت های عروقی آترواسکلروتیک

9.9.3 تصویربرداری نوری از غدد لنفاوی

9.9.4 جراحی لیزر فمتوثانیه دقیق

9.9.5 تصویربرداری خالکوبی پوست و حذف لیزر

9.10 تکنیک های دیگر برای کنترل خواص نوری بافت

9.10.1 فشرده سازی و کشش بافت

9.10.2 اثرات دما و انعقاد بافت

9.10.3 سفید کردن بافت

9.11 نتیجه گیری

اثرات منسجم در تعامل تابش لیزر با بافت و جریان سلولی

8.1 تشکیل ساختارهای لکه

8.2 تداخل میدان های لکه

8.3 انتشار پرتوهای لیزر مدوله شده فضایی در محیط پراکنده

8.4 پراکندگی دینامیک نور

8.4.1 پراکندگی نور شبه الاستیک

8.4.2 لکه های پویا

8.4.3 تکنیک لکه تمام میدان: LASCA

8.4.4 طیف سنجی امواج انتشار

8.5 میکروسکوپ کانفوکال

8.6 توموگرافی انسجام نوری

8.7 میکروسکوپ هولوگرافیک و تداخلی دیجیتال

8.8 نسل دوم هارمونیک و پراکندگی غیرخطی رامان

8.9 طیف سنجی و تصویربرداری تراهرتز

انتشار نور پلاریزه در بافت ها

انتشار نور پلاریزه در بافت ها

2.1 مقدمه

2.2 ساختار بافت و ناهمسانگردی

2.3 پراکندگی نور توسط یک ذره

2.4 توصیف و تشخیص نور قطبی شده

2.5 تعامل نور با یک رسانه تصادفی تک پراکنده

2.6 معادله انتقال تابشی برداری

2.7 شبیه سازی مونت کارلو

2.8 بافت ها و فانتوم ها به شدت پراکنده می شوند

ویژگی های نوری بافت ها با پراکندگی قوی (چندین).

1.1 انتشار نور موج پیوسته در بافت ها

1.1.1 اصول اولیه و پراکنده ها و جاذب های اصلی

1.1.2 شرح نظری

1.1.3 تکنیک های شبیه سازی مونت کارلو

1.2 انتشار نبض کوتاه در بافت ها

1.2.1 اصول اولیه و پیشینه نظری

1.2.2 تکنیک های طیف سنجی و تصویربرداری با تفکیک زمانی

1.2.3 پس پراکندگی منسجم

1.3 امواج با چگالی فوتون منتشر

1.3.1 اصول اولیه و پیشینه نظری

1.3.2 اصول طیف سنجی FD و تصویربرداری از بافت ها

1.4 انتشار نور مدوله شده فضایی در بافت ها

1.4.1 مقدمه

1.4.2 تئوری و اندازه گیری طیف فرکانس فضایی نور منتشر

1.4.3 طیف سنجی مدوله شده فضایی و تصویربرداری از بافت ها

1.5 نتیجه گیری

اپتیک بافت: روش ها و ابزارهای پراکندگی نور برای تشخیص پزشکی

اپتیک بافت: روش ها و ابزارهای پراکندگی نور برای تشخیص پزشکی

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

شرح

این نسخه سوم از اپتیک زیست پزشکی کلاسیک اپتیک بافت ، رشد فشرده مداوم در اپتیک بافت - به ویژه، زمینه تشخیص بافت و تصویربرداری - را پوشش می دهد که از سال 2007 رخ داده است. همانطور که در دو نسخه اول، قسمت اول اصول و تحقیقات پایه را توضیح می دهد. ، و بخش دوم ابزار دقیق و کاربردهای پزشکی را ارائه می دهد. با این حال، برای راحتی خواننده، این ویرایش سوم به جای 9 فصل به 14 فصل سازماندهی شده است. فصول مربوط به توموگرافی انسجام نوری، هولوگرافی دیجیتال و تداخل سنجی، کنترل خواص نوری بافت ها، طیف سنجی غیرخطی، و تصویربرداری، همگی به طور اساسی به روز شده اند.

این کتاب برای محققان، معلمان و دانشجویان فارغ التحصیل و کارشناسی متخصص در فیزیک سیستم های زنده، اپتیک بیوپزشکی و بیوفوتونیک، بیوفیزیک لیزر و کاربردهای لیزر در بیوپزشکی در نظر گرفته شده است. همچنین می توان از آن به عنوان کتاب درسی برای دوره های فیزیک پزشکی، مهندسی پزشکی و زیست شناسی پزشکی استفاده کرد.

فانتوم های بافتی

خلاصه

ما در حال حاضر شاهد رشد مداوم علاقه به روش های نوری برای تشخیص و درمان پزشکی هستیم. دلیل این رشد این است که روش‌های نوری این مزیت را دارند که ذاتاً غیرتهاجمی هستند. بسیاری از گروه‌های تحقیقاتی روی پایه‌های نظری و تکنیک‌های اندازه‌گیری کار می‌کنند که امکان بازسازی ویژگی‌های نوری ذاتی بافت را از سیگنال‌های نوری (طیفی) که روی سطح اجسام بیولوژیکی اندازه‌گیری می‌شوند، می‌سازد. تشخیص و محلی‌سازی ناهمگنی‌های نوری، مانند تومورها و هماتوم‌ها، در اعماق بافت یک مثال است. مثال دیگر توسعه روش‌های درمانی مبتنی بر نور [به عنوان مثال فرسایش بافت انتخابی، تابش PUVA، و درمان فتودینامیک (PDT)، است که به ارزیابی میدان‌های شدت (فروختگی) در بافت یا اندامی که تحت درمان است نیاز دارد. با این حال، ارزیابی تکنیک‌های اندازه‌گیری و اعتبار پیش‌بینی‌های نظری در مورد انتشار نور در بافت‌ها در آزمایش‌های مستقیم روی اشیاء زیستی واقعی به سختی امکان‌پذیر است. فرد با تغییرات گسترده ای از پارامترهای مورفولوژیکی و بیوشیمیایی مواجه می شود که خارج از کنترل آزمایشگر است. اگر قرار است از تجهیزات تشخیصی به صورت روزانه استفاده شود، باید روش‌های کالیبراسیون پایدار و قابل تکرار توسعه داده شود. برای این منظور، اشیاء آزمایشی پایدار و قابل تکرار که ویژگی های نوری بافت را تقلید می کنند مورد نیاز است. توسعه تکنیک‌ها و فناوری پزشکی نوری در تمام مراحل، از توضیح مفهوم تا دستیابی به پارامترهای عملیاتی لازم، نیازمند کالیبراسیون و تأیید ابزار و روش‌های طراحی است. یک دستگاه پزشکی نوری باید با فانتوم های بافتی برای آزمایش و بهینه سازی سخت افزار و نرم افزار دستگاه با کاربردهای مختلف همراه باشد. برای آموزش پرسنل عملیاتی، حضوری و نگهداری؛ و برای ارائه قابلیت مقایسه داده های اندازه گیری به دست آمده با سخت افزارهای مختلف در آزمایشگاه های مختلف.

فن آوری های فلورسانس در تشخیص های زیست پزشکی

فن آوری های فلورسانس در تشخیص های زیست پزشکی

5.1 مقدمه

     5.1.1 اصول

     5.1.2 نمودار پتانسیل

     5.1.3 نمودار جابلونسکی و نرخ های جنبشی

     5.1.4 ناهمسانگردی فلورسانس

5.2 فلورسانس درونی و بیرونی

     5.2.1 فلوروفورهای ذاتی

     5.2.2 نشانگرهای فلورسنت

5.3 تکنیک های طیف سنجی، میکروسکوپی و تصویربرداری

     5.3.1 طیف سنجی فلورسانس

     5.3.2 میکروسکوپ فلورسانس

     5.3.3 تکنیک های تصویربرداری

5.4 طیف سنجی فلورسانس با تفکیک زمانی و تصویربرداری

     5.4.1 شمارش تک فوتون وابسته به زمان

     5.4.2 فاز فلورومتری

     5.4.3 طیف سنجی فلورسانس با دریچه زمانی

     5.4.4 تصویربرداری فلورسانس با تفکیک زمانی

5.5 طیف‌سنجی و میکروسکوپ فلورسانس بازتاب داخلی کل (TIRFS/TIRFM)

     5.5.1 نظریه TIRFS/TIRFM

     5.5.2 راه اندازی فنی

     5.5.3 ترکیب TIRFS/TIRFM با تکنیک های ابتکاری میکروسکوپی فلورسانس

     5.5.4 کاربرد TIRFS/TIRFM در زیست شناسی سلولی

5.6 طیف سنجی انتقال انرژی

     5.6.1 مکانیسم های اساسی

     5.6.2 برنامه های FRET

5.7 میکروسکوپ سه بعدی میدان وسیع

     5.7.1 روشنایی ساختاری

     5.7.2 میکروسکوپ فلورسانس ورق نور (LSFM)

5.8 اسکن لیزری و میکروسکوپ چند فوتونی

     5.8.1 مقدمه

     5.8.2 عملکرد میکروسکوپ های اسکن لیزری کانفوکال

     5.8.3 کاربردهای CLSM

     5.8.4 میکروسکوپ چند فوتونی

     5.8.5 تشخیص با وضوح فوق العاده و تک مولکولی

5.9 اظهارات پایانی

منابع