An Introduction to Biomedical Optics
暫譯: 生物醫學光學導論

Robert Splinter, Brett A. Hooper

An Introduction to Biomedical Optics
  • 出版商: Taylor
  • 出版日期: 2006-12-13
  • 售價: $1,560
  • 貴賓價: 9.8 折 $1,529
  • 語言: 英文
  • 頁數: 632
  • 裝訂: Hardcover
  • ISBN: 0750309385
  • ISBN-13: 9780750309387
  • 相關分類: 光學 Optics

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商品描述

Description 

  • Offers a structured approach to the various topics of biomedical optics in basic scientific research, diagnostic, and clinical settings
  • Reviews the fundamentals of optics, making the book suitable for students of all backgrounds
  • Covers mathematical derivations and practical applications to show how to apply certain techniques
  • Provides examples, numerical problems, and general questions, as well as more than 1,000 figures, tables, and equations
  • Incorporates a summary at the end of each chapter outlining the theory discussed

    Many universities now offer a course in biomedical optics, but lack a textbook specifically addressing the topic. Intended to fill this gap, An Introduction to Biomedical Optics is the first comprehensive, introductory text describing both diagnostic and therapeutic optical methods in medicine. It provides the fundamental background needed for graduate students in biomedical and electrical engineering, physics, biology, and medicine to learn about several biomedical optics issues.

    The textbook is divided into three main sections: general optics theory, therapeutic applications of light, and diagnostic optical methods. Each chapter has different levels of detail to build students' knowledge from one level to the next. The first section covers the history of optics theory and the basic science behind light-tissue interactions. It also introduces the relevant approaches and approximations used to describe light propagation in turbid biological media. In the second section, the authors look more closely at light-tissue interactions and their applications in different medical areas, such as wound healing and tissue welding. The final section examines the various diagnostic methods that are employed using optical techniques. Throughout the text, the authors employ numerical examples of clinical and research requirements.

    Fulfilling the need for a concise biomedical optics textbook, An Introduction to Biomedical Optics addresses the theory and applications of this growing field.

    •  

    Table of Contents

    GENERAL BIOMEDICAL OPTICS THEORY
    Introduction to the Use of Light for Diagnostic and Therapeutic Modalities
    What Is Biomedical Optics?
    Biomedical Optics Timeline
    Elementary Optical Discoveries
    Historical Events in Therapeutic and Diagnostic Use of Light
    Light Sources
    Current State of the Art
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Review of Optical Principles: Fundamental Electromagnetic Theory and Description of Light Sources
    Definitions in Optics
    Kirchhoff's Laws of Radiation
    Electromagnetic Wave Theory
    Light Sources
    Applications of Various Lasers
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Review of Optical Principles: Classical Optics
    Geometrical Optics
    Other Optical Principles
    Quantum Physics
    Gaussian Optics
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Review of Optical Interaction Properties
    Absorption and Scattering
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Light-Tissue Interaction Variables
    Laser Variables
    Tissue Variables
    Light Transportation Theory
    Light Propagation under Dominant Absorption
    Summary
    Nomenclature
    Additional Reading
    Problems

    Light-Tissue Interaction Theory
    Approximations of the Equation of Radiative Transport
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Numerical and Deterministic Methods in Light-Tissue Interaction Theory
    Numerical Method to Solve the Equation of Radiative Transport
    Measurement of Optical Parameters
    Temperature Effects of Light-Tissue Interaction
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Light-Tissue Interaction Mechanisms and Applications: Photophysical
    Range of Photophysical Mechanisms
    Photoablation
    Photoacoustics
    Birefringence Effects
    Polarization Effects
    Optical Activity
    Evanescent Wave Interaction in Biomedical Optics
    Phase Interference Effects
    Spectroscopy
    Endoscopy
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Light-Tissue Interaction Mechanisms and Applications: Photochemical
    Basic Photochemical Principles
    Photochemical Effects
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Light-Tissue Interaction Mechanisms and Applications: Photobiological
    Photobiological Biostimulation
    Photobiological Effects
    Excitation of Chromophores
    Optic Nerve-Cell Depolarization under the Influence of Light (Vision)
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    THERAPEUTIC APPLICATIONS OF LIGHT
    Therapeutic Applications of Light: Photophysical
    Delivery Considerations
    Pulsed Laser Use in Cardiology
    Dentistry and Oral Surgery
    Ophthalmology
    Optical Tweezers
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Therapeutic Applications of Light: Photochemical
    Vascular Welding
    Cosmetic Surgery
    Oncology
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Therapeutic Applications of Light: Photobiological
    Cardiology & Cardiovascular Surgery
    Soft tissue Treatment
    Dermatology
    Fetal Surgery
    Gastroenterology
    General Surgery
    Gynecology
    Neurosurgery
    Ophthalmology
    Pulmonology & Otorhinolaryngology
    Otolaryngology, Ear-Nose, and Throat (ENT) and Maxillofacial Surgery
    Podiatry
    Urology
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    DIAGNOSTIC APPLICATIONS OF LIGHT
    Diagnostic Methods Using Light: Photophysical
    Optical Microscopy
    Various Microscopic Techniques
    Near-Field Scanning Optical Microscope
    Spectroscopy
    Holographic Imaging
    Polarization Imaging
    Transillumination Imaging
    Optical Coherence Tomography
    Ballistic Photon Imaging
    Reflectometry
    Evanescent Wave Imaging Applications
    Medical Thermography
    Photoacoustic Imaging
    Tera Hertz Imaging
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Diagnostic Methods Using Light: Photochemical
    Fluorescence Imaging
    Ratio Fluorescence Microscopy
    Raman Spectroscopy with NSOM Employed
    Optical "Tongue"
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    Diagnostic Methods Using Light: Photobiological
    Immuno Staining ("Functional Imaging")
    Immunofluorescence
    Diagnostic Applications of Spectroscopy
    Fiberoptic Sensors
    Optical Coherence Tomography in Dentistry
    Optical Biopsy
    Determination of Blood Oxygenation
    Electroluminescent Electro-Physiologic Mapping
    Quantum Dots as Biological Fluorescent Markers
    Compilation of the Optical Requirements for Wavelength Selection Based on the Desired Effects
    Summary
    Additional Reading
    Problems

    商品描述(中文翻譯)

    描述

    - 提供一個結構化的方法來探討生物醫學光學在基礎科學研究、診斷和臨床環境中的各種主題
    - 回顧光學的基本原理，使本書適合各種背景的學生
    - 涵蓋數學推導和實際應用，展示如何應用某些技術
    - 提供範例、數值問題和一般問題，以及超過1,000個圖形、表格和方程式
    - 每章結尾包含總結，概述所討論的理論

    許多大學現在提供生物醫學光學課程，但缺乏專門針對該主題的教科書。為了填補這一空白，《生物醫學光學導論》是第一本全面的入門教材，描述了醫學中的診斷和治療光學方法。它提供了生物醫學和電機工程、物理學、生物學和醫學研究生所需的基本背景，以了解幾個生物醫學光學問題。

    本教科書分為三個主要部分：一般光學理論、光的治療應用和診斷光學方法。每章的細節層次不同，以便逐步建立學生的知識。第一部分涵蓋光學理論的歷史和光與組織相互作用的基本科學。它還介紹了描述光在混濁生物介質中傳播的相關方法和近似。第二部分，作者更深入地探討光與組織的相互作用及其在不同醫療領域的應用，如傷口癒合和組織焊接。最後一部分檢視使用光學技術的各種診斷方法。在整本書中，作者使用臨床和研究需求的數值範例。

    滿足對簡明生物醫學光學教科書的需求，《生物醫學光學導論》探討了這一不斷增長領域的理論和應用。

    目錄

    一般生物醫學光學理論
    - 光的診斷和治療方式的使用介紹
    - 什麼是生物醫學光學？
    - 生物醫學光學時間線
    - 基本光學發現
    - 光的治療和診斷使用的歷史事件
    - 光源
    - 當前的技術狀態
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光學原理回顧：基本電磁理論和光源描述
    - 光學中的定義
    - 基爾霍夫輻射定律
    - 電磁波理論
    - 光源
    - 各種激光的應用
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光學原理回顧：經典光學
    - 幾何光學
    - 其他光學原理
    - 量子物理
    - 高斯光學
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光學相互作用特性回顧
    - 吸收和散射
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用變數
    - 激光變數
    - 組織變數
    - 光傳輸理論
    - 在主導吸收下的光傳播
    - 總結
    - 命名法
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用理論
    - 輻射傳輸方程的近似
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用理論中的數值和確定性方法
    - 解決輻射傳輸方程的數值方法
    - 光學參數的測量
    - 光與組織相互作用的溫度效應
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用機制及應用：光物理
    - 光物理機制的範圍
    - 光消融
    - 光聲學
    - 雙折射效應
    - 偏振效應
    - 光學活性
    - 生物醫學光學中的衰減波相互作用
    - 相位干涉效應
    - 光譜學
    - 內窺鏡檢查
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用機制及應用：光化學
    - 基本光化學原理
    - 光化學效應
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光與組織相互作用機制及應用：光生物學
    - 光生物學生物刺激
    - 光生物學效應
    - 色素的激發
    - 光對視神經細胞去極化的影響
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光的治療應用
    - 光的治療應用：光物理
    - 交付考量
    - 脈衝激光在心臟病學中的使用
    - 牙科和口腔外科
    - 眼科
    - 光學鑷子
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光的治療應用：光化學
    - 血管焊接
    - 美容手術
    - 腫瘤學
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光的治療應用：光生物學
    - 心臟病學與心血管外科
    - 軟組織治療
    - 皮膚科
    - 胎兒外科
    - 腸胃病學
    - 一般外科
    - 婦科
    - 神經外科
    - 眼科
    - 呼吸科與耳鼻喉科
    - 耳鼻喉科及顱面外科
    - 足病學
    - 泌尿科
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    光的診斷應用
    - 使用光的診斷方法：光物理
    - 光學顯微鏡
    - 各種顯微技術
    - 近場掃描光學顯微鏡
    - 光譜學
    - 全息成像
    - 偏振成像
    - 照明成像
    - 光學相干斷層掃描
    - 彈道光子成像
    - 反射測量
    - 衰減波成像應用
    - 醫學熱成像
    - 光聲成像
    - 太赫茲成像
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    使用光的診斷方法：光化學
    - 螢光成像
    - 比率螢光顯微鏡
    - 使用NSOM的拉曼光譜學
    - 光學「舌頭」
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

    使用光的診斷方法：光生物學
    - 免疫染色（「功能成像」）
    - 免疫螢光
    - 光譜學的診斷應用
    - 光纖傳感器
    - 牙科中的光學相干斷層掃描
    - 光學活檢
    - 血氧飽和度的測定
    - 電致發光電生理映射
    - 量子點作為生物螢光標記
    - 根據所需效果編制的波長選擇的光學要求
    - 總結
    - 進一步閱讀
    - 問題

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