فعل و انفعالات نور-ماده نتیجه یک میدان الکترومغناطیسی نوسانی است که با ذرات باردار برهمکنش رزونانسی دارد. طیف‌سنجی مولکولی از نور برای بررسی ماده استفاده می‌کند، اما در واقع هرگز مولکول‌ها را نمی‌بیند، فقط تأثیر آنها بر نور است. انواع مختلف طیف سنجی دیدگاه های متفاوتی را ارائه می دهند. این تماس غیرمستقیم با اهداف میکروسکوپی به این معنی است که تفسیر طیف‌سنجی نیاز به یک مدل دارد، خواه بیان شود یا نه.
مدل‌سازی و عملکرد آزمایشگاهی طیف‌سنجی به یکدیگر متصل هستند و طیف‌سنجی به اندازه توانایی آن در تمایز مدل‌های مختلف مفید است. این باعث می شود که یک توصیف نظری دقیق از فرآیند فیزیکی زیربنایی حاکم بر تعامل نور و ماده مهم باشد.
توضیحات کتاب
در پزشکی بازساختی، مهندسان بافت عمدتاً بر تکنیک‌های مخرب و زمان‌بر تکیه می‌کنند که امکان نظارت در محل و فضایی رشد بافت را نمی‌دهد. علاوه بر این، هنگامی که درمان در بیمار کاشته می شود، پزشکان اغلب قادر به نظارت بر آنچه در بدن اتفاق می افتد نیستند. برای مقابله با این موانع، تکنیک‌های نوری برای تصویربرداری و توصیف بسیاری از ویژگی‌های بافت، ساخت داربست‌های مهندسی بافت، و مشخص کردن ویژگی‌های داربست توسعه داده شده‌اند.
تکنیک‌های نوری در پزشکی احیاکننده نحوه استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری نوری و ابزار دقیق برای ساخت، ارزیابی و نظارت طولی درمان‌های پزشکی بازساختی را نشان می‌دهد. این کتاب توموگرافی انسجام نوری، تصویربرداری آکوستو-اپتیک، طیف‌سنجی رامان، بینایی ماشین، بیولومینسانس، میکروسکوپ نسل دوم هارمونیک، میکروسکوپ چند فوتونی، پراکندگی ضد استوکس رامان منسجم، طیف‌سنجی فلورسانس، و طیف‌سنجی پراکندگی نور را پوشش می‌دهد. هر فصل مروری بر یک تکنیک خاص، مزایا و محدودیت‌های آن از نظر اطلاعات ساختاری و عملکردی، و نمونه‌هایی از کاربردها در پزشکی احیاکننده ارائه می‌کند.
تکامل آینده پزشکی بازساختی از تحقیقات آکادمیک به جایگزین‌های بالینی قابل دوام برای درمان‌های مرسوم وابسته به توسعه تکنیک‌های تحلیلی غیرمخرب است که می‌تواند مراحل رشد بافت را هم در شرایط آزمایشگاهی و هم درون تنی روشن کند و همچنین سرنوشت سلول‌های زیر را ردیابی کند. تزریق. این کتاب عملی نقش حیاتی تکنیک های نوری را در زمینه پویا پزشکی بازساختی نشان می دهد. این پژوهشگران پزشکی بازساختی را به سمت یافتن مناسب‌ترین تکنیک برای کاربردهایشان راهنمایی می‌کند و به محققان بیوفوتونیکی کمک می‌کند تا ببینند فناوری‌هایشان در کجا می‌تواند به کار گرفته شود.
5. اپتوژنتیک، رمزگذاری ژنتیکی، و کاوشگرهای جدید
سخت افزار اپتود و الکترود برای تحریک و/یا ضبط
استفاده از میکروسکوپ های مینیاتوری با اپتوژنتیک
نشانگرهای کلسیم و ولتاژ رمزگذاری شده ژنتیکی
اشکال جدید کنتراست عملکردی
استراتژی های ژنتیکی جدید برای اپتوژنتیک
مدل سازی و غلبه بر پراکندگی در اپتوژنتیک
چالش های افزایش اپتوژنتیک به پستانداران غیر انسانی
6. پراکندگی، پاکسازی، و مهندسی جبهه موج
پیشرفت در میکروسکوپ ورق نوری
تکنیک‌های جدید برای تصویربرداری و تحریک مغز در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی
گورخرماهی، مگس سرکه و موجودات کوچک مشابه
تکنیک های پاکسازی و تصویربرداری ساختاری، حیوان به انسان
مدیریت داده های نوری و استراتژی های تجزیه و تحلیل
استراتژی های چند فوتونی برای تصویربرداری عمیق تر
استراتژی های اپتیک تطبیقی
7. فیزیولوژی و بیماری مغز
استفاده از طیف‌سنجی نوری و سیستم‌های تصویربرداری برای مطالعه مغز در سلامت و بیماری (مانند آلزایمر، سکته مغزی، صرع و غیره)
مدل های بیماری مغز و ابزارهای نوری
فتوترومبوز
درمان نوری
فتودینامیک درمانی
8. ابزار کلان داده (جمع آوری، مدیریت، کاهش، تجزیه و تحلیل)
استراتژی های تصویربرداری سریع
تصویربرداری برش های سریال
میکروسکوپ های میدان دید بزرگ و پهنای باند فضا
استراتژی های فشرده سازی
ابزارهای مدیریت داده ها
فراگیری ماشین
ابزارهای نرم افزاری و فرمت های داده
9. هیبریدهای نوری
فوتوآکوستیک / اپتوآکوستیک
رویکردهای آکوستو-اپتیک
مدولاسیون صوتی فعالیت عصبی
ترکیبی نوری / PET / CT / MRI
ترکیبی الکتریکی/نوری
اپتیک و مغز (مغز)
محققانی را که در تمام جنبه‌های اپتیک در مغز کار می‌کنند گرد هم می‌آورد و به عنوان یک انجمن برای بحث در مورد تکنیک‌های موجود و نوظهور و همچنین جهت‌گیری‌های آینده که قادر به ایجاد نور جدیدی بر مغز سالم و بیمار هستند، خدمت می‌کند.
فناوری‌های جدیدی را شناسایی کرده‌اند که می‌توانند مغز در حال کار را در تمام سطوح، از نورون‌های منفرد گرفته تا کل ارگانیسم‌های دارای رفتار، کاوش کنند. اپتیک یک جعبه ابزار منحصر به فرد برای تصویربرداری چند مقیاسی از مغز زنده و دست نخورده ارائه می دهد، در حالی که استراتژی های برچسب گذاری ژنتیکی جدید کنتراست نوری را با عملکرد عصبی فراهم می کند و اپتوژنتیک امکان کنترل عملکرد سلولی را با نور فراهم می کند.
این نشست با گرد هم آوردن یک گروه بین‌المللی از مهندسین، دانشمندان نوری و پزشکی، زیست‌شناسان، شیمی‌دانان و پزشکان برجسته، حوزه تحقیقاتی بسیار بین‌رشته‌ای این موضوع را منعکس می‌کند.
موضوعات میکروسکوپی، هیستوپاتولوژی و تجزیه و تحلیل
1. فناوری جدید، دستگاه ها، روش ها و مدل ها
دستگاه های کوچک شده
دستگاه های آندوسکوپی
میکروسکوپ های حجمی، ابرطیفی و زمان تفکیک شده
میکروسکوپ مبتنی بر تلفن همراه
میکروسکوپ چندوجهی
میکروسکوپ چند طیفی
میکروسکوپ محاسباتی
تصویربرداری و طیف‌سنجی بدون برچسب
2. ابزارها و الگوریتم های محاسباتی
حذف نویز، بازیابی و بهبود وضوح تصویر
تقسیم بندی و ردیابی تصویر (دو بعدی، سه بعدی و چهار بعدی)
ترجمه تصویر (به عنوان مثال، شبکه های متخاصم مولد (GAN))
روش های میکروسکوپ هوشمند (به عنوان مثال تراز حلقه بسته)
ادغام داده های چند وجهی
طبقه بندی تشخیصی، پیش آگهی و پیش بینی
تجسم / ارائه داده ها، حاشیه نویسی، و تقویت
مدیریت داده های بزرگ و چند بعدی (مانند فشرده سازی، محاسبات ابری)
FAIR داده ها و راه حل های تجزیه و تحلیل
ابزارهای منبع باز کاربر پسند
3. میکروسکوپ مولکولی و تهیه بافت
رویکردهای کمی برای آسیب شناسی
پیشرفت در دستگاه ها و روش ها
عوامل کنتراست جدید، گزارشگران، پروب ها، مولکول ها
روش های تحویل پروب و برچسب گذاری
پاکسازی نوری، انبساط بافت
هیبریداسیون درجا، رونویسی فضایی، حفظ اسیدهای نوکلئیک
میکروسکوپ نوری ارگانوئیدها و بافت های مهندسی شده
4. بیوفوتونیک بالینی
تصویربرداری کنار تخت
میکروسکوپ in vivo
آسیب شناسی دیجیتال / محاسباتی ex vivo
میکروسکوپ، هیستوپاتولوژی و تجزیه و تحلیل (میکروسکوپی)
Microscopy, Histopathology and Analytics یک انجمن برای ارائه آخرین تحقیقات در میکروسکوپ بافت و تجزیه و تحلیل محاسباتی، و همچنین تجزیه و تحلیل مبتنی بر آزمایشگاه و سیالات، همراه با چالش‌های ترجمه چنین پیشرفت‌هایی در کلینیک فراهم می‌کند.
نمونه‌هایی از موضوعات محوری این جلسه عبارتند از اشکال جدید میکروسکوپ، مدل‌سازی محاسباتی و الگوریتم‌ها، عوامل کنتراست جدید، و تحلیل‌های بالینی. حوزه‌های کاربردی نمونه عبارتند از: تشخیص بالینی/پیش‌آگهی و پشتیبانی تصمیم‌گیری، راهنمایی درمانی جراحی و غیرجراحی، غربالگری دارویی با کارایی بالا، و ارزیابی نشانگرهای زیستی.