Nanomaterials for Medical Diagnosis and Therapy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kumar, Challa S. S. R. 编

出品人:

页数:725

译者:

出版时间:

价格:$ 254.25

装帧:HRD

isbn号码:9783527313907

丛书系列:

图书标签:

纳米材料
医学诊断
医学治疗
生物医学工程
纳米医学
药物递送
生物传感器
影像学
纳米技术
疾病治疗

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具体描述

Following an overview of nanotechnologies for diagnostic purposes, this book goes on to look at nanoparticle-based magnetic resonance, molecular and other imaging applications, as well as the potential roles of carbon nanotubes and bionanoparticles in biomedical applications. The book's main focus is on drug delivery systems based on nonporous and nanosize materials, solid lipid and polymeric nanoparticles, intelligent hydrogels, core-shell nanoparticles, and nanocapsules, rounded off by a discussion of their biomedical applications. The final part of this volume covers such biomedical strategies as gene therapy, synthetic gene-transfer vectors and targeted delivery.

现代光学成像技术：从基础理论到前沿应用本书聚焦于当代光学成像领域最前沿的理论、技术和实际应用，旨在为光学、生物医学工程、材料科学以及相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供一本全面而深入的参考资料。第一部分：光学成像的物理基础与核心原理本书的开篇部分将系统梳理支撑现代光学成像技术的基石——电磁波理论、光的传播与散射、以及成像系统的基本构成。第一章：光与物质的相互作用深入探讨光与生物组织及工程材料的相互作用机制。内容涵盖：光吸收与发射光谱学：详细分析不同波长光与物质的能量交换过程，包括电子激发态、振动/转动能级跃迁，以及荧光、磷光和拉曼散射的物理本质。光散射理论：经典的光学散射理论（如瑞利散射、米氏散射）的数学描述，以及在复杂介质中光传输的蒙特卡洛模拟方法。重点分析各向异性散射对成像质量的影响。非线性光学效应基础：介绍二次谐波产生（SHG）、倍频程（THG）、受激拉曼散射（SRS）和相干拉曼散射（CARS）的物理机制及其在无标记成像中的潜力。第二章：成像系统的几何光学与衍射极限本章着重于光学系统的设计原理与性能限制：成像系统的数学建模：使用点扩散函数（PSF）、调制传递函数（MTF）和光学传递函数（OTF）对成像系统进行量化描述。详细解析成像系统的分辨率、对比度和信噪比（SNR）之间的权衡。衍射与成像限制：深入探讨阿贝衍射极限的物理含义，并介绍超越经典衍射极限的成像策略，如：近场光学显微镜（NSOM）：探针与样本的耦合机制及其对空间分辨率的提升。超分辨技术基础：斯特藩原理的局限性及基于分子/光子统计学的超分辨方法导论。第三章：光信号的采集与重建算法本章关注如何高效地从原始光信号中提取有价值的图像信息：傅里叶光学与相位恢复：傅里叶变换在光学成像中的核心地位，以及相位恢复算法（如误差扩散法、迭代菲索法）在没有直接相位测量时的应用。计算成像的兴起：介绍基于压缩感知（Compressed Sensing, CS）理论的稀疏采样成像技术，如何通过优化算法以更少的测量数据重建高分辨率图像。 --- 第二部分：先进光学成像模态详解本部分系统介绍当前在生命科学、材料表征和无损检测领域应用广泛的几大类先进光学成像技术。第四章：荧光与共聚焦显微成像详细阐述荧光成像技术的细节、挑战与优化：共聚焦显微镜（CLSM）原理：针孔在截断离焦光方面的作用，以及其在三维（3D）成像中的优势。介绍多光子激发显微镜（Multiphoton Microscopy, MPM），特别是双光子和三光子激发原理及其在深层组织成像中的优势（如减少光漂白和背景信号）。荧光寿命成像（FLIM）：测量荧光衰减的时间特性，用于探究微环境参数（如pH值、氧浓度）和蛋白质相互作用。超分辨荧光显微技术：深入剖析实现超分辨率的关键技术：随机光照显微技术（STED）：零点耗尽机制与“甜甜圈”光束的设计。光激活定位显微技术（PALM/STORM）：单分子定位的统计学基础、背景分离与漂移校正。第五章：结构光场与相位敏感成像本章侧重于利用光的空间结构信息进行成像：干涉测量技术：傅里叶域干涉测量（FDOM）和散斑干涉测量在形貌测量和振动分析中的应用。全息成像：数字全息显微镜（DHM）的原理，通过记录和重建物体的全息图，实现无标记的定量相位成像。重点讨论离轴和同轴全息记录的优缺点。梯度折射率（GRIN）透镜成像：特殊光学元件在紧凑型内窥镜和机器人显微镜中的应用。第六章：扩散光层析成像（DOT）与光声成像（PAT）这是当前生物医学成像领域最热门的两个交叉学科：扩散光层析成像（DOT）：理论基础：探讨基于扩散近似模型的光子在组织中的传输方程，以及如何通过测量多波长、多源-探测器组合数据反演组织的光学参数（吸收系数和散射系数）。重建算法：介绍Born近似、扰动理论以及迭代最小二乘法在DOT图像重建中的应用。光声成像（PAT，或称光声断层成像）：物理耦合：激光脉冲激发组织产生热膨胀，进而产生超声波的机制。声学重建：基于延迟和求和（Delay-and-Sum）算法的图像重建，以及傅里叶层析成像（FTO）的原理。PAT如何结合光学吸收的特异性和超声的深度分辨率。 --- 第三部分：面向特定挑战的高级应用与系统集成本书的最后一部分将目光投向如何利用上述技术解决复杂的实际问题，并讨论未来系统的发展方向。第七章：活体成像与高通量筛选讨论在动态、复杂生物系统中进行成像的技术挑战：时间分辨成像：飞秒激光技术在光谱分析和非线性成像中的应用。活体动物模型中的深度成像：结合光学相干断层扫描（OCT）与光声成像（PAT）的多模态方法，实现对功能和形态的同步监测。高内涵筛选（HCS）系统：自动化显微镜平台的设计、高通量数据的处理流程以及图像分析的机器学习方法。第八章：微纳尺度下的光学传感与操控聚焦于利用光场与微小结构进行信息交互：光镊技术：基于梯度力和散射力的单细胞及微粒操控原理，以及光镊在生物物理学研究中的应用。表面等离子体共振（SPR）传感：介绍金属纳米结构如何增强电磁场，并用于高灵敏度的生物分子检测。第九章：数据处理、人工智能与未来展望本书以对未来趋势的展望收尾：医学图像分析中的深度学习：卷积神经网络（CNN）在图像去噪、超分辨率重建、目标分割与分类中的应用实例。重点讨论模型的可解释性（Explainable AI, XAI）在医学决策中的重要性。系统集成与便携化：讨论如何将复杂的实验室系统集成到紧凑、低成本的便携式设备中，以实现即时诊断（Point-of-Care, POC）。新型光源与探测器：介绍量子点光源、超连续谱光源（Supercontinuum Sources）以及单光子雪崩二极管（SPAD）阵列在下一代成像系统中的潜力。本书力求在理论深度与工程实践之间找到完美的平衡，是从事光学成像研究的专业人士不可或缺的工具书。