生物医学测量与仪器课件10.ppt

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1、第十章 生物医学光子测量技术,生物医学光子学是一门新兴的交叉学科，用光和其它以光子为量子单位的辐射能来解决医学和生物学问题的科学，其学科框架的孕育和发展源于20世纪的三大科技革命（量子理论革命，激光、微芯片和纳米技术革命，以及基因组学革命）。生物医学光子学技术能够为揭示分子结构和生理功能之间的联系提供重要信息，这也是理解、治疗和预防疾病最重要的解决方法，无疑为生物医学研究带来了光明的前景。,光学脑成像与神经信息学光学分子成像与系统生物学 数字生命与生物医学信息学 光学探针与纳米生物光子学 多模式生物医学成像与组织光学,1.光学脑成像与神经信息学 以探索认知神经信息处理机制为研究目标，采用有特色

2、的光学成像技术，包括多光子激发荧光显微成像、光学相干层析成像、内源光学信号成像、激光散斑成像和扩散光学成像等，并结合光学分子标记和微电极阵列技术，在神经细胞（神经元）、神经元网络、特定脑皮层功能构筑以及系统与行为等不同层次开展神经信息的获取与分析新方法研究，为揭示神经信号转导、神经元网络信息加工、传递和整合、皮层快事件相关信号与新皮层神经活动早期响应以及大脑认知活动规律等提供新的系统的实验数据。,研究内容 近红外光学脑成像脑皮层活动的多参数高分辨光学成像 培养神经元网络动力学,2.光学分子成像与系统生物学 光学分子成像是一种新兴成像方法，可用于从分子到组织甚至个体水平上实时在体研究特异性生物分

3、子的时空动态分布及其相互作用，可在原位实时动态高分辨观测活细胞内分子的功能。具有高时间分辨（可高达飞秒级）空间分辨（可高达亚微米级），具有高的灵敏度（单个分子水平）以及可多种分子同时观测等优点。系统生物学是生命科学领域全新的学科方向，其核心是研究生物系统组成成份及其相互作用关系，被认为是21世纪生物学与医学的核心推动力。成像与分析技术，开展多学科交叉研究。,研究内容 活体内生物分子相互作用的光学成像 快速分子事件的多参数光学成像 肿瘤多分子事件的在体光学成像 基于光子学的系统生物分析技术,3.数字生命与生物医学信息学 使用光电信息技术和计算机技术获取人体和小动物的结构和功能数据，将该数据转换为

4、可计算模型，以实现人体从基因到分子、细胞、组织、器官、系统和整体的精确模拟，从而构建生命体的结构形态、物理功能和生理功能的数字化生命系统。通过数字化生命系统的研究，为生物医学信息学的临床应用提供服务。研究内容 生物信息学 人体和小动物结构与功能数据库的建立生理组学研究平台医学信息学,4.光学探针与纳米生物光子学 纳米生物光子学是由纳米生物技术与光学交叉、渗透形成的一门新兴学科。纳米光子学技术在生物学中的应用是其研究重点之一，其中，以纳米荧光颗粒和荧光共振能量转移技术等尤为引人瞩目。研究内容 纳米荧光颗粒 多元分析技术 光学分子探针,5.多模式生物医学成像与组织光学 研究光与不同生理特性的生物组织的相互作用规律，探索生物医学的成像机制，发展多模式生物医学成像方法，建立组织光学特性测量与组织光学成像的实验平台，高时空分辨地获取生物组织结构与功能信息。在此基础上，针对重大疾病的光诊断与光治疗的原理与方法展开研究，以期为疾病的早期诊断、治疗、及疗效评价提供新的途径，并最终服务于临床。研究内容组织光学与成像多模式生物医学成像生物组织热响应与热损伤的光学层析成像,