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田捷 等 著

图书标签:

• 光学成像
• 分子影像
• 生物医学工程
• 生物物理学
• 医学影像
• 纳米技术
• 荧光成像
• 生物传感器
• 疾病诊断
• 药物研发

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030291509

版次：1

商品编码：10338664

包装：精装

开本：16开

出版时间：2010-10-01

用纸：胶版纸

页数：244

字数：307000

编辑推荐

《光学分子影像技术及其应用》内容涵盖了光学分子影像成像的多种模态，包括自发荧光断层成像、激发荧光断层成像，以及光学与CT、DOT融合的多模态成像，并详细介绍了光学分子影像前向仿真平台，同时，《光学分子影像技术及其应用》也重点介绍了光学分子成像在生命科学基础研究及药物研发领域的应用。

内容简介

《光学分子影像技术及其应用》是一本专门介绍光学分子影像技术及其应用的著作，力图通过对光学分子影像的基本概念、基本原理、成像方法、研究进展和应用前景进行详细的介绍，为从事医学影像研究和生命科学研究的科研人员提供相关的理论知识和技术方法。作者在分子影像学领域做了大量的研究工作，内容涵盖了光学分子影像成像的多种模态，包括自发荧光断层成像、激发荧光断层成像，以及光学与CT、DOT融合的多模态成像，并详细介绍了光学分子影像前向仿真平台，同时，《光学分子影像技术及其应用》也重点介绍了光学分子成像在生命科学基础研究及药物研发领域的应用。
《光学分子影像技术及其应用》内容既有理论算法，又有关键技术，既有系统介绍，又有应用实例，是理论、技术与应用相结合的产物。《光学分子影像技术及其应用》内容新颖、翔实，论述清楚，可作为高等院校模式识别等专业的教材，也可供专门从事医学影像专业的科研人员和应用开发人员学习、参考。

目录

前言
第1章 光学分子影像
1.1 概述
1.1.1 分子影像概述
1.1.2 光学分子影像概述
1.2 成像系统
1.2.1 成像设备
1.2.2 多模态在体成像系统
1.3 应用与发展
1.3.1 当前研究及应用
1.3.2 发展特点
参考文献
第2章 分子影像相关生物医学知识
2.1 生物发光简介
2.1.1 生物发光原理
2.1.2 生物发光常见类型
2.1.3 生物发光与荧光的区别
2.1.4 小结
2.2 分子探针
2.2.1 探针简介
2.2.2 生物分子探针
2.3 转基因动物
2.3.1 实验动物简介
2.3.2 转基因动物的构建方法
2.3.3 转基因实验小鼠
2.3.4 疾病动物模型
2.4 本章小节
参考文献
第3章 医学图像处理和分析
3.1 引言
3.2 医学图像分割
3.2.1 医学图像分割概述
3.2.2 基于区域的图像分割方法
3.2.3 基于边缘的图像分割方法
3.2.4 形变模型
3.3 医学图像配准
3.3.1 医学图像配准概述
3.3.2 图像配准方法的分类
3.3.3 基于特征的图像配准
3.3.4 基于灰度的图像配准
3.3.5 刚性配准与仿射配准
3.3.6 非刚性图像配准
3.4 医学图像可视化
3.4.1 医学图像可视化概述
3.4.2 三维表面重建和面片化简
3.4.3 体绘制
3.5 小结
参考文献
第4章 光学分子成像技术
4.1 引言
4.2 DOT技术
4.2.1 DOT原理
4.2.2 DOT系统
4.2.3 DOT的应用
4.3 FMI技术
4.3.1 FMI原理
4.3.2 FMT重建技术
4.3.3 FMI系统
4.3.4 FMI应用
4.4 OCT技术
4.4.1 OCT原理
4.4.2 OCT系统
4.4.3 OCT应用
4.5 激光共聚焦显微成像技术
4.5.1 激光共聚焦显微成像原理
4.5.2 激光共聚焦显微成像系统
4.5.3 激光共聚焦显微成像的应用
4.6 光声层析成像技术
4.6.1 PAT原理
4.6.2 PAT系统
4.6.3 PAT应用
4.7 Cerenkov荧光断层成像技术
4.7.1 CerenkOv荧光断层成像技术发展历程
4.7.2 CLT原理、系统及其应用
4.7.3 CLT系统
4.7.4 CLT应用
参考文献
第5章 光学分子影像仿真平台
5.1 光学分子影像概述
5.2 现有光学分子影像仿真软件及程序介绍
5.3 光学分子影像仿真平台——MOSE
5.3.1 核心结构
5.3.2 操作界面部分
5.4 MOSE核心结构算法介绍
5.4.1 光子在生物组织中的传输模型
5.4.2 自由空间中光传输理论及模型
5.4.3 表面重建算法
5.4.4 面片化简算法
5.5 MOSE仿真实验的对比验证
5.5.1 表面透射光强数据的准确性验证
5.5.2 探测光强数据的可靠性验证
5.6 小结
参考文献
第6章 BLI技术
6.1 BLI技术概述
6.1.1 BLI技术的发展历程
6.1.2 BLI技术的特点
6.1.3 BLI技术的应用
6.1.4 BLI技术的发展前景
6.2 BLI技术的原理
6.3 BLI前向问题的研究
6.3.1 基于辐射传输方程的方法
6.3.2 MC算法
6.4 自发荧光光源重建算法
6.4.1 有限元方法
6.4.2 边界元方法
6.4.3 多光谱方法
6.4.4 多模态方法
6.4.5 其他方法
6.5 BLT系统
6.5.1 系统的构建
6.5.2 系统的校准
6.5.3 系统的改进与发展
6.6 BLT实验
6.6.1 仿体BLT实验
6.6.2 小动物BLT实验
6.6.3 基于多光谱的BLT实验
参考文献
第7章 基于多模态融合的光学分子影像技术
7.1 多模态分子影像技术简介
7.1.1 多模态融合的意义
7.1.2 常见的多模态融合技术
7.1.3 光学分子影像技术的多模态融合
7.2 micro-CT与BLT系统的融合
7.2.1 micro-CT系统简介
7.2.2 micro-CT系统与光学系统的配准与映射
7.2.3 micro-CT引导的BLT
7.3 DOT与BLT技术的融合
参考文献
第8章 光学分子影像的应用
8.1 光学分子影像在生物学中的应用
8.1.1 基因调控与表达及活性检测中的应用
8.1.2 生物发育与细胞学检测中的应用
8.1.3 蛋白质及脂质过氧化物质检测中的应用
8.2 光学分子影像在药学中的应用
8.2.1 药物研究与开发中的应用
8.2.2 药物监督检查中的应用
8.3 光学分子影像在肿瘤学中的应用
8.3.1 肿瘤的发生机理研究中的应用
8.3.2 肿瘤的早期诊断中的应用
8.3.3 肿瘤治疗研究中及临床前后的应用
8.4 光学分子影像在其他领域的应用
8.4.1 神经认知方面的应用
8.4.2 心血管疾病治疗方面的应用
8.4.3 微生物及ATP检测方面的应用
8.5 本章主要内容
参考文献

前言/序言

现代生物成像技术与应用进展 书籍主题： 本书聚焦于当前生物医学研究领域中，除光学分子影像技术之外，其他前沿的、具有突破性的成像技术及其在生命科学、疾病诊断与治疗中的广泛应用。 前言：洞察微观世界的钥匙 在生命科学的宏大叙事中，观察和记录生命现象的能力直接决定了我们理解生命过程的深度和精度。自诞生以来，成像技术一直是连接宏观现象与微观机制的桥梁。虽然分子光学成像技术在特定领域展现了卓越的性能，但我们必须认识到，生物成像领域是一个极其广阔且多元化的知识体系。分子层面的精细结构解析、组织器官的功能状态评估、乃至整机活体动物的动态监测，都需要依赖于一套互补且多样的技术平台。 本书旨在系统梳理和深入探讨那些与光学分子影像技术路径迥异，但在现代生物医学研究中占据核心地位的成像方法学。我们关注的重点在于这些技术如何突破传统限制，如何为生命科学研究提供新的维度和视角，尤其是在高空间分辨率、高时间分辨、深层组织穿透能力以及多模态信息整合方面的最新进展。 第一部分：物理基础与系统构建——超越光的局限 本部分深入探讨了那些不依赖于传统光学原理，或通过独特物理机制实现成像的先进技术。 第一章：核磁共振成像（MRI）的超高场与功能化 超高场MRI（7T及以上）的硬件革新与序列优化： 详细介绍超高场磁体系统在稳定性和梯度切换速度上的最新突破。重点阐述如何利用更高的信噪比（SNR）来提升小分子代谢物、水分子扩散（DTI/DSI）和灌注成像（ASL）的空间分辨率，尤其是在脑部微结构解析上的应用。 定量磁共振（QMRI）的进展： 探讨T1、T2、磁化率（Susceptibility Mapping, QSM）等参数的定量测定在区分不同组织病理状态（如铁沉积、胶质瘤分级）中的精确性提升。 新兴MRI对比剂的研发与应用： 区别于荧光标记，本章重点分析基于超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIOs）、可逆性超快弛豫增强剂（R2/CEST）以及超极化技术（Hyperpolarization）如何实现对细胞代谢和肿瘤微环境的快速、高灵敏度监测。 第二章：正电子发射断层扫描（PET）的分子探针工程与定量分析 新一代放射性核素及其标记技术： 重点讨论短寿命核素（如$^{18}$F, $^{11}$C）的高效、快速标记新方法，以及长寿命核素（如$^{68}$Ga, $^{89}$Zr）在抗体药物示踪方面的优势。 PET/CT与PET/MRI的融合成像优势： 分析多模态系统如何通过精确配准，将分子功能信息（PET）与高对比度的解剖结构或软组织信息（CT/MRI）相结合，实现更准确的病灶定位和定量分析（SUV/Treg分析）。 全身PET成像技术（Total-Body PET）： 介绍具有超长轴向视野（Axial Field of View）的PET扫描仪，如何实现低剂量、高效率的全身体外示踪和药代动力学研究，特别是在药物研发和早期癌症筛查中的变革性作用。 第三部分：高穿透性与深层组织成像技术 本部分关注那些能够在复杂、不透明的生物组织内部实现有效成像的非光学方法。 第三章：超声成像的微观化与智能化 高频超声（HIFU）与聚焦超声（FUS）的精确调控： 探讨高频阵列在皮肤、浅表器官（如甲状腺、乳腺）高分辨率成像中的应用，以及聚焦超声在无创消融和血脑屏障（BBB）瞬时打开中的机械效应。 对比增强超声（CEUS）与微泡动力学分析： 深入分析新型惰性气体微泡的物理特性及其在评估组织灌注、血管生成（Angiogenesis）中的应用，并探讨如何通过分析微泡的谐波信号来量化组织微循环状态。 弹性成像技术（Elastography）： 介绍剪切波弹性成像（SWE）和磁共振弹性成像（MRE）如何通过测量组织刚度来辅助诊断肝纤维化、乳腺肿瘤硬度和脑组织病变。 第四章：电子显微镜（EM）与冷冻电镜（Cryo-EM）的原子级解析 冷冻电镜（Cryo-EM）在结构生物学中的革命： 详述单颗粒分析（SPA）和冷冻电子断层扫描（Cryo-ET）如何以前所未有的分辨率解析膜蛋白、病毒颗粒和细胞器结构，无需晶体化过程。 聚焦离子束（FIB-SEM）与三维重构： 介绍如何结合物理切割（FIB）和扫描电镜（SEM）实现对细胞器、突触连接等亚细胞结构进行连续、大面积的三维空间重建，这是理解复杂组织架构的基石。 第四部分：多模态整合与计算成像 成像技术的发展日益依赖于复杂的数据处理和信息的融合。 第五章：计算成像与图像重建算法 压缩感知（Compressed Sensing, CS）在快速成像中的应用： 探讨如何通过欠采样数据采集结合非线性重建算法，显著缩短MRI、PET等耗时长的数据采集时间，实现真正意义上的实时动态监测。 深度学习在图像增强与分割中的角色： 分析卷积神经网络（CNN）如何用于去噪、超分辨率重建以及在海量医学图像数据中自动、精确地识别和分割病理区域。 第六章：前沿生物传感器与体内示踪技术 体内电化学和光学传感技术： 介绍植入式或穿戴式传感器（如葡萄糖监测、pH值、氧分压探针）如何实时反馈生理化学参数，并与其他成像模态进行联动分析。 生物物理探针与信号放大： 讨论如何利用无机纳米材料（如量子点、金纳米棒）的独特物理特性（如光热转换、上转换发光），在深层组织中产生可被传统物理成像手段（如超声、近红外透射）检测到的信号，实现多物理场信息的协同观测。 总结：未来的融合与转化 本书旨在为研究人员提供一个广阔的视野，认识到生物医学成像的未来在于多种技术的深度融合与互补。从原子尺度的结构解析到全身尺度的功能监测，每一种非光学分子影像技术都在为我们揭示生命奥秘、加速疾病诊断和治疗创新提供不可替代的工具。这些技术不仅是研究工具，更是未来精准医疗和转化医学发展的重要驱动力。

评分☆☆☆☆☆

装帧和印刷质量上乘，这对于一本需要大量精细图例的专业书籍来说至关重要。我发现书中所有的光学截面图、光谱分析图以及实验装置示意图，色彩还原度极高，线条锐利清晰，即使用放大镜观察细节，也不会出现模糊或油墨扩散的现象。特别是涉及到活体组织成像的案例研究部分，那些荧光染料标记的细胞结构图片，细节丰富到令人屏息，让人仿佛能直接通过书页“看”到那些微小的生物活动。这极大地提升了阅读体验，想象一下，如果这些图是粗糙的黑白线条，那么阅读的沉浸感和对知识的吸收效率必然会大打折扣。可见，出版方在制作过程中是下了血本的，他们深知，对于一门高度依赖视觉信息的学科，载体的质量直接决定了内容的传达效率。这种对细节的把控，体现了出版方对专业读者的尊重。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是视觉上的享受，那种深邃的蓝色调搭配着精准的线条勾勒出的分子结构图，立刻就能抓住我的眼球。我原本对这个领域知之甚少，只是出于工作需要稍微了解一些基础概念，但这本书的排版和图文并茂的方式，让人感觉它不是那种拒人千里的专业教材。它更像是一位经验丰富的导师，用非常清晰且引人入胜的方式，引导你进入这个错综复杂却又充满魅力的世界。尤其是前几章对基础光学原理的阐述，我发现作者并没有采用那种堆砌公式的枯燥写法，而是巧妙地结合了实际应用场景，比如我们日常生活中见到的某些成像现象，让人恍然大悟，原来那些抽象的物理概念可以如此贴近生活。这种入门级的引导做得非常到位，为后续深入学习打下了坚实的基础，即便是完全没有背景的初学者，也能感受到一种被温柔托举的感觉，而不是直接被扔进知识的海洋里。我甚至期待着能尽快翻到中间那些关于高分辨率成像的章节，相信那里的内容会更加精彩。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是它对“应用”这一块的重视程度，它完全打破了我对传统教科书“重理论轻实践”的刻板印象。在介绍完核心技术原理之后，后续章节立刻无缝对接到了生物医学领域的前沿应用，比如早期疾病的诊断和靶向药物递送的可视化追踪。作者引用了大量近年来的突破性研究案例，不仅仅是描述了“什么可以做”，更深入地剖析了“如何做到的”以及“面临的伦理和技术挑战”。我尤其对其中关于活体动物模型中造影剂的体内代谢路径分析那一节印象深刻，它将复杂的药代动力学与光学成像参数紧密地结合起来，提供了一种跨学科的解决思路。这本书的视野非常开阔，它让我明白，掌握了这些成像技术，我们手中就不仅仅是工具，而是可以直接参与到解决重大健康问题的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度实在超乎我的预期，它绝非市面上那些浅尝辄止的科普读物可比。读完关于信号处理和图像重建算法的那部分内容后，我彻底折服于作者的专业素养。那些描述如何在复杂背景噪声中提取微弱信号的章节，逻辑链条异常严密，推导过程详尽到几乎每一个数学步骤都有清晰的物理意义注解。我注意到，作者在阐述先进的超分辨技术时，对不同成像模态的优缺点进行了极为客观的对比，没有偏袒任何一种技术路线，而是基于实验数据和理论极限进行了公正的分析。这种严谨的态度，对于我们这些需要将理论转化为实际实验方案的研究人员来说，简直是救星。我特别喜欢作者在讨论技术局限性时所展现出的那种坦诚，它不回避现有方法的不足，反而引导读者去思考如何突破这些瓶颈，这比那些只报喜不报忧的书籍要有价值得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它在保持学术严谨性的同时，又穿插了一些极富洞察力的哲思。我感觉作者在描述那些复杂的量子光学效应时，文字中流露出的那种对自然规律的敬畏感，非常有感染力。比如在讨论光与物质相互作用的非线性效应时，作者没有止步于公式推导，而是用了一种近乎诗意的语言来描绘能量传递的瞬间，这让原本枯燥的物理过程变得充满了张力和美感。这种文笔的处理方式，让我在长时间高强度的学习后，依然能够保持对内容的兴趣和热情，它不仅仅是在传授知识，更是在培养读者对科学美学的感知能力。可以说，这本书的文字本身，也像是一件精心打磨的艺术品，充满了智慧的火花，读起来让人心旷神怡，回味无穷。

评分☆☆☆☆☆

快递把书角给摔断了！！！包装箱都给摔的中间裂开，非常大

评分☆☆☆☆☆

书很好

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实用经典

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