新型光学成像技术及其在生物医学中的应用汇总
50《激光杂志》1999年第20卷第2期LASER JOURNAL (Vol 120,No 211999
〔2〕成鹏1激光生物刺激作用的最新研究1医用激光研究与临床,
1992, (1 :4-6
射时间的关系, 及皮肤受损伤时的温度———曝光时间
曲线来正确地选择激光的功率密度和照射时间等。例如, 对于功率较小的激光(如He -Ne 激光我们可以增加照射时间或适当地进行聚集照射以达到最佳的刺激, 对于功率较大的激光(如CO 2激光 , 则可以进行扩束照射或相应地缩短照射时间等。激光的扩束照射, 不但可以增大照射面积, 而且还可以提高治疗速度。此外, 我们可以利用激光刺激作用的积累效应分多次照射, 三、五天为一个疗程, 一个疗程后停照三天左右再进行第二个疗程, 以增加刺激效果, 还可以根据皮肤温升与激光参数的关系, 以皮肤的温升为控制量, 由计算机来控制激光器所输出激光功率密度和激光照射时间等, 从而使治疗自动化, 并获得最佳效果。
由于在推导时, 我们作了一系列的近似处理, 因而所得的结果与实际有些误差, 因此, 实际应用时, 所取的参数可比理论计算值稍大。然而, 如果考虑各种热量的损失, 9-11〕合〔。因此, 文〔1〕激光针刺———1国外激光,1988, (11 :27-30
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〔11施秋顺等He -Ⅱ. 中国激光医学杂
,74 :263
12. -, 激
,1998,19(3 :63-64
作者简介:李忠明, 男,23岁, 副教授, 毕业于华中师大,
现在咸宁师专从事激光经济的研究。
新型光学成像技术及其在生物医学中的应用
沈彬1李加2张彦军2李宁2
(天津职工医学院1, 天津300052 (南开大学光子学中心2, 天津300071
提要:本文介绍了在生物医学中有广泛应用前景的共焦扫描光学显微镜、扫描近场光学显微术和光学相干微术三种新型成像技术的基本原理和应用。
关键词:共焦扫描光学显微镜, 扫描近场光学显微术, 光学相干显微术, 成像
N e w image technologies and their applications in biomedical f ield
S hen B in 1L i Jia 2Zhang Yanjun 2L i N ing 2
(Tianjin Medical College of Health Workers , Tianjin 300052 (Photonics Center ,Nankai University , Tianjin 300071
Abstract :This paper presents the basic principles of confocal scanning optical microscope ,scanning nearing 2field optical microscopy and optical coherence microscopy and their application ,they have enormous potential in biomedical field.
K ey w ords :con focal scanning optical microscope ,scanning near 2field optical microscopy ,optical coherence microsco py ,image
生命科学是21世纪科技发展的最大热点之一, 而
光与生命有不解之缘。早期的光学显微镜就为生命科学的研究提供了十分有用的工具。但由于生物组织的极度不均匀性, 形成了对光波的强烈的散射作用, 加之生物组织对光波的强烈吸收, 致使光波无法深入到生物组织, 也就不能从生物组织中取出清晰的图像。随着光子学的骤然兴起, 近年来科学家们研制了一系列光学与光子学取像方法, 本文对此做简要介绍。
Microscope ,CSOM 具有许多常规显微镜所没有的特
性。它只允许由处在焦平面上的样品薄层的反射光通过目镜而被观察和记录, 因此得到的是样品中一个薄层图象。图像具有高的对比度和高的分辨率。
共焦扫描光学显微镜的共焦特性可以由图1来说明。在图1(a 中, 系统被精密调准时, 由光源通过光阑孔射出的光, 经物镜形成受衍射限制的光点, 此光点照射位于物镜焦平面上的样品中的一点, 由此点反射回来
Ξ1998年6月18日收稿
1共焦扫描光学显微镜
Ξ
1〕
(Confocal Scanning Optical 共焦扫描光学显微镜〔
1998年9月10日收到修改稿
《激光杂志》1999年第20卷第2期LASER JOURNAL (Vol 120,No 211999 的光线再次通过物镜及其后的观察孔光阑被其后的探测器所探测, 即可获得共焦图像。被光源照射的光阑起点光源作用, 观察孔光阑及其后的探测器起点探测器作用。如果当观察样品的对象移出焦平面, 其反射光线来自物镜的焦平面的上方或下方的物体的反射, 这些反射光线经物镜后不能被聚焦到观察孔光阑里去, 而被散焦到其孔光阑之外, 如图1(b 所示。使此孔光阑后面的探测器上的接收信号的幅值将迅速的减小, 从而使获得的
图像具有好的对比度和高的分辨率。
51
Microscopy ,SNOM 是在近场探测原理的基础上发展起
来的一种光学扫描探针技术, 其分辨率突破了光学衍射极限, 可达10～
200nm 。
SNOM 原理是采用一亚波长尺寸的光学探针作为光源和探测器。当一个亚波长孔径的微小光源在物体的近场范围内照射时, 照射光斑的面积只和孔径大小有关而与波长无关。把探针置于物体的近场区域(<100nm , 反射光或投射光中将携带物体亚波长尺寸结构的信息, 通过扫描采集样品中各‘点’的信号光即可得到分辨率小于半波长的样品的近场图像。实验装置图如图3所示。
SNOM 的分辨率理论上可获得10nm 或更小。除具有高的分辨率外, 它还有快捷、低廉及对生物样品的低损伤等特点。SNOM , 如反射、, 使得对生物样, 特别是为生物
。
图1共焦扫描光学显微镜光路示意图
(a 扫描对象位于物镜焦平面上(b 扫描对象位于物镜焦平面外
共焦扫描光学显微镜特别适用于生物组织的研
究, 因为它可以消除用普通显微镜观察时出现的模糊。模糊的典型诱因是观察的焦平面之外的样品的扫描光线引起的。共焦扫描显微镜产生的图像不接收所有焦平面之外的光线, 这样就消除了模糊。此外由于共焦显微镜能对细胞和组织做光学上的切片, 这样获得的图像就能消除表面荧光对焦点图像的干扰, 用于揭示细胞所标
记的免疫荧光信息能够被清楚地显示出来。图2(b 为普通显微镜下的白血细胞荧光图像, (a 为共焦显微镜下的荧光图像
。
图3近场扫描光学显微仪实验装置图
2〕
1994年中国韩涛等人〔获得黑鲤鱼鳞片的SNOM
图2白血细胞图象
(a 共焦显微镜下的荧光图像(b 普通显微镜下的荧光图像
2扫描近场光学显微术
扫描近场光学显微术(Scanning Near 2field Optical
图像。从中观察到鳞片中的有序排列结构和深层的介观物质(这些介观物质的光学、力学特性与周围物质不同 , 并证明了鱼鳞片中生物全息现象的存在。
近年来尽管已初步了解了叶绿体中几个孤立蛋白复合物如捕光复合物(L HC 、光学反应中心I (PSI 、光
的晶体结构, 但不知道类囊体膜学反应中心Ⅱ(PS Ⅱ
L HC 、PSI 、PS Ⅱ的相对位置及其分布。1995年美国Pa 2cific Northwests 实验室把SNOM 技术与荧光标示和光子计数器结合, 获得分离自莱因衣藻(Chlamydomonas reinhardtii C2突变株的叶绿体的完整类囊膜的韧致力
荧光图和近场荧光图像, 测得其捕光复合物(L HC Ⅱ
3〕
寿命〔。他们使用C 2突变株缺少PSI 、PS Ⅱ和核心天线及富含L HC Ⅱ捕光复合物。测得的类囊体膜的μm ×113μm 的韧致力图显示出膜厚度为615×113
915nm (已知的双分子膜厚6～7nm , 表明SNOM 测得的是一完整的双分子层膜。同时得到的近场荧光图像显示出的膜的荧光发射呈各相同性, 与Kuhlbrandt 等提出的L HC Ⅱ是由三个对称单体的多个三聚体构成的近似堆积分布的结论相一致。利用SNOM 技术, 他们还获得由6个生色团组成的单个的别藻蓝素(APC 三
52《激光杂志》1999年第20卷第2期LASER JOURNAL (Vol 120,No 211999
者直接指定的测量点。
聚体的近场荧光图像, 再次显示出SNOM 在纳米水平上单个蛋白质分子的探测和定位能力。
1995年美国密西根大学利用SNOM 的透射技术
获得风干的豚鼠耳蜗毛细胞的近场图像和风干的溶血红细胞的近场图像〔4〕。SNOM 透射光法结合荧光技
术, 获得用分子探针TO TO -1标记的λ-噬菌体DNA 的环形近场荧光图。
预计今后SNOM 将会在基因图谱、细胞内膜系统、生物大分子结构、生物膜结构与功能等多方面的研究中做出更大贡献。
3光学相干显微术
随着分子生物学和医学的进展, 人们迫切需要了解活体组织的情况, 如胚胎在发育过程中的变化, 动物各组织的生理、病理变化过程等。为了适应上述领域发展的需要, 人们开发了一系列从生物组织中成像的光子学方法。但从探测深度、合评定, 光学相干显微术(OCM 图4光相干层析仪示意图
OCT 和OCM 非常适宜于对活体组织内部进行分层探测。, 。在林影像中, 高的分辨。影像与样品相应的组织结, 并保持了原体内的取向。
一种新技术。μm , 显微镜结合在一起, 目前已实现的空间分辨率为4探测深度达1～2mm 。O CM 的高性能的成像本领是通过下述二点实现的:一是利用灵敏的外差探测, 二是离开焦点的散射光不被探测器探测。
光学相干层析术(Optical Coherence Tomography , OCT 和OCM 的原理和结构是相同的, 仅是物镜的数值孔径不一样。
Joseple A. 等人的OCM 系统由单膜光纤迈克尔逊
干涉仪和带宽为30nm 的波长为830nm 的二极管光源等组成, 如图4。干涉仪样品臂组成一个扫描共焦显微镜, 其中光纤作用为入射光和反射光的光阑。参考臂中的反射镜可以轴向移动, 且由压电陶瓷控制使之产生小振幅调制反射臂长度, 此调制频率为光电信号的外差探测提供多普勒频移。此多普勒频移也可以用压电陶瓷引起的光纤应力感生的折射率变化来实现。当参考臂的长度与到样品散射点的距离匹配到光源的相干长度之内时, 样品散射光就与参考臂上返回的光产生相干信号。通过扫描参考臂的位置和探测干涉信号包迹, 测量后向散射光与样品深度的关系。通过固定参考臂长度, 横向扫描样品臂或横向移动样品
, 获得焦平面处的样品反射内部图像。沿样品臂光轴方向移动样品并相应扫描参考臂长度使两者在相干长度之内, 即可获得样品中不同深度断层处的图像。信号探测可通过在多普勒频移上解调探测器的输出完成。这种光外差探测提供的后向散射光灵敏度大于100dB 。它与光扫描外差显微镜类似。图4中的瞄准激光用于操作
图5人胃壁标本OCT 图像(上图和对应的组织学图像
(下图
利用这种技术已实现在心血管、胃肠道等组织深部微米分辨率的成像。在活体胃肠组织的OCM 图中, 隐窝腔、上皮细胞和固有层之间的后向散射振幅之间的差异清楚可见。图5(a 为人胃壁OCT 图像,5(b 为对应的组织学图像。OCT 图像中(左侧粘膜层和粘膜下层正常结构清晰, 而脂肪组织囊(图像中黑色和入侵癌破坏了组织正常形态(右侧〔5〕。借助内窥镜, OCT 图像可用于诊断浅表组织层中早期的胃
肠道癌, 达到可完全治愈水平。在心血管系统中,OCT 图像可以鉴别动脉粥样硬化。图6为活体蛙心脏跳动OCT 图像〔6〕。利用这种技术还可以对活体眼睛进行成像, 测量视网膜结构, 拍摄黄斑疾病等。
《激光杂志》1999年第20卷第2期LASER JOURNAL (Vol 120,No 211999 53
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A B C
图6活体蛙的心脏跳动的OCT 图像
总之这种技术在活体生物组织内部微结构的测量
和疾病诊断等方面有重要的应用价值。
作者简介:沈彬,1970年毕业于天津医学院。天津职工医学院院长, 主任医师。曾获八五立功奖章, 发表论文20余篇。
虞乐华121唐建民1
(1, (重庆市第九人民医院2, 重庆400700
提要:-HT 、D YN 参与镇痛的机制。He -Ne 激光(剂量55、110、165J/cm 2 辐
照单侧大鼠足三里穴, 应用荧光分光光度法及放射免疫分析技术分别测定脊髓5-HT 、5-HIAA 及
222
D YN 功能片段DynAl -含量。结果:与自身基础痛阈比较,55J/cm 组痛阈升高不明显,110J/cm ,165J/cm 组痛阈升高分别为显著和非常显著(P <0105、P <0101 。165J/cm 2组DynA1-13明显增多(P <0105 , 各剂量组5-HT 、5-HIAA 均无显著变化。
关键词:He -Ne 激光, 镇痛,5-HT ,D YN
Expcerimental study of spinal neurochemical mechanism on H e -N e laser analgesia
Y u lehua 1W u L anshun 2Chen Tti nren 1W u S hi ngmi ng 1
(Department of Rehabilitation Xinqiao Hospital 1, Chongqing 400037
Abstract :To study thc analgesic mechanism on spinal 5-HT ,D YN transmitters due to low dose He -Ne laser irradiation on Zu Son
Li acupoint. Methods :lateralZu Son Li point of rat was exposed to He -Ne laser (dose :55、110、165J/cm 2 and rat tailflick model was ap 2plied in this study to measure the animal ′s pain threshold. Spinal DynA1-13(activity part of D YN content was detected with radioimmu 2nassay (RIA ,while those of 5-HT 、5HIAA were determinated with spectrophoto -fluorometry. Results :55J/cm 2laser did not show any analgesia. 110、165J/cm 2laser analgesic effect became significant and more remarked respectively (P <0. 05、P <0. 01 . 165J/cm 2laser could induce the increase of spinal DynAl -13Content (P <0. 05 . otherwise ,the changes of 5-HT 、5-HIAA Concentrations were not evident in various dose laser. Conclusion :With55、110、165J/cm 2He -Ne laser irradiation on acupoint ,the more in dose ,the better in anal 2gesic effect. Spinal D YN agent might participate in the analgesic effect of 165J/cm 2laser ,however ,spinal 5-HT could not play a role in the effect of laser.
K ey w ords :He -Ne laser ,analgesia ,5-HT ,D YN
低功率He -Ne 激光代替针刺照射人或动物特定穴位可提高机体抗痛能力, 该治疗无痛、无污染、易操作, 适应推广, 已渐用于临床, 并有成功地解除某些顽痛和进行口面部小手术麻醉的报道〔1〕。脊髓5-HT 、D YN 在内源性镇痛机制中占有重要地位, 实验探讨这些递质在激光穴位照射镇痛中所起的作用, 为临床应用提供一定的理论基础。
n =11,165J/cm 2组n =12。
112大鼠痛阈测定和He -Ne 激光穴位照射法11211痛阈的测定方法:用敞式装置固定大鼠, 以辐
1材料与方法
Ξ
111实验动物
实验用Wistar 大鼠45只,180-250g , 随机分为对照组(正常对照 n =11,55J/cm 2组n =11,110J/cm 2组
射热一甩法测痛阈, 实验时, 先测痛阈2、3次, 取其平均值为基础痛阈。各实验组动物被激光照射后的痛阈值均与其自身基础痛阈值比较, 以变化百分数表示。11212He -Ne 激光穴位照射方法:He -Ne 激光机垂直、聚焦照射大鼠右侧足三里穴, 距离15cm , 光斑直径015cm , 功率18mW 。除对照组, 各组分别照射10分、20分、30分, 激光剂量分别为55J/cm 2、110J/cm 2、165J/
Ξ1998年10月16日收稿
生物医学光学探析
生物医学光学探析 1会议概况 工业激光和生物医学光学国际学术会议于1999年10月25~27日在华中科技大学学术交流中心举行。教授和干福熹院士担任大会主席,来自14个国家和地区的221位代表(境外代表46人)出席了会议。会议得到美国SPIE的支持,正式出版了会议论文集SPIE(工业激光论文集卜3862和SPIE(生物医学光学论文集关3863.前者共收录论文121篇,其中,国外作者论文13篇;后者共收录论文95篇,其中国外作者论文31篇。大会特邀了世界激光和生物医学光学领域的着名学者作主题报告,全体大会4个特邀报告,工业激光分会8个邀请报告,生物医学光学分会4个邀请报告,这些特邀报告和邀请报告学术水平高,均反映了当前国内外研究的前沿课题。 2工业激光研究的最新热点 在工业激光器领域,由于半导体激光器迅速发展,准连续器件已达到 4kw.因此,在许多应用领域均有采用半导体激光器代替传统的气体激光器及固体激光器的发展趋势。但是,由于半导体激光器目前光束质量较差,作为过渡的发展阶段是大量采用半导体激光器泵浦的固体激光器,其激光输出功率也已达到4kw 级,光束质量获得明显改善。因此,在世界市场上,1998年固体激光器的销售金额,首次超过了CO:激光器。据估计,近期激光技术的应用在高功率激光器方面仍然会以COZ激光器和固体激光器为主。在激光应用领域,除了高功率激光应用以外,国外已经在激光精密加工领域开展了深入的研究工作,如法国利用准分子激光超精密打孔、划线,精度非常高,孔径圆整、光滑,在陶瓷如S13N;,A12O3等方面的精密处理方面已有深人的研究。本次会议涉及到准分子激光应用的文章有15篇,涉及领域有激光淀积超导薄膜,金刚石薄膜、非晶金刚石薄膜等,激光制备光栅,激光制备纳米颗粒。我国大陆学者主要把准分子激光用于制备薄膜,台湾大学是用准分子激光制备光栅,法国学者用激光制备纳米颗粒。可见国外用准分子激光加工开展面比我国广泛。从本次会议看,国外今后重点发展研究领域和前沿课题包括:高功率半导体激光器,近五年内千瓦级器件将会实现实用化;半导体激光泵浦固体激光器,特别是盘片固体激光器近五年内也将会突破千瓦级;半导体激光泵浦全固体化紫外激光器已突破3W,如果能提高一个量级,将会逐步取代紫外气体激光器;利用准分子激光对电子元器件处理作了很深入的研究,在这些方面已成为激光超精密加工应用的重要发展方向。国内外在激光制备薄膜方面的研究始
生物医学电阻抗成像技术
第一章绪论 进入21世纪，生物医学工程迅猛发展，如何将先进的科学技术用于人体医学检查及各项机能测试，从而提高人类对疾病的早期预防和治疗，增强机体功能、提高健康水平一直是人们共同关心的问题。因此，人们对医学检测手段的要求越来越高，检测方式已从人工主观检测发展到现在的主客观相结合。特别是医学影像技术的出现，使疾病的诊断更加客观和准确。然而，通过医学实践可以发现单一形态影像诊断仪器不能满足疾病早期诊断的需要，形态和功能相结合的新型检测系统是医学发展的需要，形态和功能相结合的新型检测系统是医学发展的需要。向功能性检查和疾病的早期诊断发展，向疾病的康复和愈合评价延伸，正是现代医学发展所追求的目标。 电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）技术，是以生物体内电阻抗的分布或变化为成像目标的一种新型无损伤生物医学检测与成像技术。它通过对生物体外加一定的安全激励电流，测得生物体表面电压信号来重构生物体的阻抗分布。由于生物组织阻抗特性差别显著，因而电阻抗成像结果明显。利用EIT技术，可以显示生物体组织的阻抗分布图像、阻抗随频率变化的图像、生物体器官生理活动（如呼吸、心脏搏动）时阻抗变化图像。由于采用外加安全电流激励，是非侵入检测技术，且是功能成像技术，在研究人体生理功能和疾病诊断方面有重要的临床价值。它具有简便、无创廉价的优势，可作为对病人进行长期、连续监护的设备，对疾病的早期预防、诊断、治疗及医疗普查都具有十分重大的意义，一直受到众多研究者的关注。 第一节医学影像技术概况 医学影像技术是用各种成像装置采集人体内部解剖学、生理学、病理学和心理学的信息，并实现可视化的科学。医学影像技术涉及物理学、生物学、医学、电子信息技术等多科学领域，是典型的跨学科
医药生物技术分类与详解.doc
医药生物技术分类与详解 （一）医药生物技术 1、新型疫苗 具有自主知识产权且未曾在国内外上市销售的、预防重大疾病的新型高效基因工程疫 苗，包括：预防流行性呼吸系统疾病、艾滋病、肝炎、出血热、大流行感冒、疟疾、狂犬病、钩虫病、血吸虫病等人类疾病和肿瘤的新型疫苗、联合疫苗等，疫苗生产用合格实验动物，培养细胞及菌种等。 2、基因工程药物 具有自主知识产权，用于心脑血管疾病、肿瘤、艾滋病、血友病等重大疾病以及其他单基 因遗传病治疗的基因工程药物、基因治疗药物、靶向药物，重组人血白蛋白制品等。 3、重大疾病的基因治疗 用于恶性肿瘤、心血管疾病、神经性疾病的基因治疗及其关键技术和产品，具有自主知 识产权的重大疾病基因治疗类产品，包括：恶性肿瘤、遗传性疾病、自身免疫性疾病、神经 性疾病、心血管疾病和糖尿病等的基因治疗产品；基因治疗药物输送系统等。 4、单克隆抗体系列产品与检测试剂 用于肝炎、艾滋病、血吸虫病、人禽流感、性病等传染性疾病和肿瘤、出生缺陷及吸毒 等早期检测、诊断的单克隆抗体试剂，食品中微生物、生物毒素、农药兽药残留检测用单克隆抗体及试剂盒；重大动植物疫病、转基因生物检测用单克隆抗体及试剂盒，造血干细胞移植的分离、纯化和检测所需的单克隆抗体系列产品；抗肿瘤及抗表皮生长因子单克隆抗体药 物；单克隆抗体药物研究关键技术和系统；先进的单克隆抗体规模化制备集成技术、工艺和成套设备；新型基因扩增(PCR) 诊断试剂及检测试剂盒和人源化/ 性基因工程抗体。 5、蛋白质 /多肽 /核酸类药物 面向重大疾病——抗肿瘤蛋白药物(如肿瘤坏死因子)，心脑血管系统蛋白药物(如纤溶酶原，重组溶血栓)，神经系统蛋白药物尤其是抑郁药物，老年痴呆药物，肌肉关节疾病的蛋 白质治疗药物，以及抗病毒等严重传染病蛋白药物的研究与产业化技术；各类细胞因子 (如促红细胞生成素，促人血小板生长因子，干扰素，集落刺激因子，白细胞介素，肿瘤坏死因 子，趋化因子，转化生长因子，生长因子 )等多肽药物的开发技术；抗病毒、抗肿瘤及治疗自 身免疫病的核酸类药物及相关中间体的研究及产业化技术等。 6、生物芯片
医学影像技术名词解释
名词解释 第一篇总论 1.穿透作用：是指X线穿过物质时不被吸收的本领，X线的穿透力与管电压相关，与物质的密度和厚度相关。穿透性是X线成像的基础。 2.荧光作用：X线能激发荧光物质产生荧光，它是进行透视检查的基础。 3.感光作用：由于电离作用，X线照射到胶片，使胶片上的卤化银发生光化学反应，出现银颗粒沉淀，称X线的感光作用。感光效应是X 线摄影的基础。 4.电离作用：物质受到X线照射，原子核外电子脱离原子轨道，这种作用称为电离作用。 5.造影检查：用人工的方法将高密度或低密度物质引入体内，使其改变组织器官与邻近组织的密度差，以显示成像区域内组织器官的形态和功能的检查方法。 6.对比剂：引入人体产生影像的化学物质。 7.阴性对比剂：原子序数低、吸收X线少，是一种密度低、比重小的物质。影像显示低密度或黑色。包括空气、氧气、二氧化碳等。 8.阳性对比剂：原子序数高、吸收X线多，是一种密度高、比重大的物质，影像显示高密度或白色。包括钡制剂和碘制剂 9.直接引入法：通过人体自然管道、病理瘘管或体表穿刺等途径，将对比剂直接引入造影部位的检查方法。包括口服法、灌注法、穿刺注入法。 10.间接引入法：通过口服或静脉注射将对比剂引入体内，利用某些器官的生理排泄功能将对比剂有选择性地排泄到需要检查的部位而
第二篇普通X线成像技术 1.实际焦点：X线管阳极靶面实际接受电子撞击的面积称之为实际焦点。 2.有效焦点：实际焦点在X线摄影方向上的投影。 3.标称焦点：实际焦点垂直于X线长轴方向的投影。X线管规格特性表中标注的焦点为标称焦点。其焦点的大小值称为有效焦点的标称值。 4.听眶线：外耳孔上缘与眼眶下缘的连线。 5.听眦线：外耳孔中点与眼外眦的连线。 6.听鼻线：外耳孔中点与鼻前棘的连线。 7.瞳间线：两侧瞳孔间的连线。 8.听眉线：外耳孔中点与眶上缘的连线。 9.眶下线：两眼眶下缘的连线。 10.中心线：Ｘ线束居中心的那一条线。
生物技术在医学方面的应用发展
生物技术在医学方面的应用发展 摘要： 二十一世纪，生物技术室高技术中发展最快的领域，似乎是不争的事实。分子生物技术近年来发展迅速，已成为推动分子医学发展的重要工具。生物技术在医药领域中发挥着超重要的作用，促进了医学治疗方法与相关仪器的进步，生物芯片技术，分子生物技术在制药中的重要性正在突出显现，生物技术在医药方面的应用，必将越来越广泛。 生物技术药物或称生物药物是集生物学，医学，药学的现金技术为一体，以组合化学，药学基因（功能抗原学，生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学，分子生物，生物物理等基础学科的突破后盾形成的产业。现在，世界生物制药急速的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药，保健食品和日产品等各个领域，尤其在新药研究开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。目前生物制药主要集中在以下几个方面：１．肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为１００万，死于肿瘤者达５４．７万。用于肿瘤的治疗费用１０２０亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早起诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后１０年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用导向１Ｌ－２受体的融合毒素治疗ＣＴＣＬ肿瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有３中化合物进入临床试验。２．神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病，脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子ｒｈ１ＧＦ－１已进入Ⅲ期临床，可以消除症状３０％。３.自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘，风湿性关节炎，多发性硬化症，红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于４０００万，每年医疗费达千亿美元，一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Ｃｅｎｅｎｔｅｃｈ公司燕京一种人员化单克隆抗体免疫球蛋白Ｅ用于治疗哮喘，已进入Ⅱ期临床，Ｃｅｔｏｒ＇ｓ公司研制一种ＴＮＦ－α抗体治疗风湿性多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病，如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞，再将细胞注入人体，使工程细胞产生全程胰岛素供应。4．冠心病美国有100万人死于冠心病，每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年，防冠心病的药物是制药工业的重点增站点。Concoctor’s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志一种行业的重要增长点。Concoctor’s Reopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的诞生。 基因组科学的简历与基因操作技术的日益成熟，使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能，正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT，用于治疗肺气肿和囊性纤维变性，已进入Ⅱ期，Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动物、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防治疗疾病的方法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并运行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并使人的免疫功能对新的病原体作出犯病。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外，人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如，正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因，将来可以用于治疗成瘾的问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况，而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。 21世纪，生物技术在药物研发方面的作用已经达到了一个新的高度，生物制药技术趋于成熟，将对制药工业和健康保险业产生重大影响。 从化验唾液检查癌症，到只打一针，就可以使神经重新沿着脊髓生长出来，医学界取得的这些新成果，帮助我们回复健康，改善生活，延长生命，使得生物技术在医学领域的地位逐渐重要起来，生物技术开始改变传统的医学技术。例如：人造淋巴，淋巴结对人体非常重要，它可产生具有抗生物技术感染功能的免疫细胞，现在已经制造处人造淋巴，医生利用特定细胞填充这种淋巴结，就能治疗癌症或艾滋病等。
试卷：生物医学光学剖析
《生物医学光学》工程硕士班考卷 任课教师：王成王殊轶 姓名学号专业生物医学工程 简答题： 1、简述组织光学的研究内容； 2、论述荧光的产生原理及其最新的应用进展。 3、光与组织相互作用的生物学效应有哪些？ 4、细胞弹性散射研究现状及其进展。 5、简述激光共聚焦显微镜与OCT成像的基本原理。 6、什么是拉曼散射？其特点是什么？如何进行拉曼散射光谱 测量？当前的应用有哪些？ 7、请针对一种光学仪器，介绍一下最新的发展动态与新趋势。 8、医疗器械可用性设计的参照的标准是什么？ 9、结合自己的工作实际，谈谈人因工程设计是怎样开展的。
1.答：组织光学是研究生物组织光学特性的学科，它既是医学光子技术的理论基础，也是进一步发展光医学的前提。组织光学的首要任务是确定光辐射能量能在一定条件下在组织体内的分布，其次是发展活体组织光学特性的测量方法。组织光学主要研究以下几个方面：光在组织中的传输理论、组织光学特性参数的测定方法与技术、光计量学、光动力学、生物组织的实体光学模型、人体光学成像技术等。作为一门新的学科，组织光学随着生物医学光学的发展而萌芽发展，近年来也已经初步建立了生物组织中光的传播模型，但是统一的生物组织光学理论远未成熟，有待进一步的研究实践。 2.答：吸收外来光子后被激发到激发态的分子，回到基态时，丢失的能量以光子发射的形式释放出来，则放出来的光就是荧光。也就是说，具有荧光性的分子吸收入射光的能量后，电子从基态跃迁至具有相同自旋多重度的激发态。处于各激发态的电子通过振动驰豫、内转换等无辐射跃迁过程回到第一电子激发单重态的最低振动能级，再由这个最低振动能级跃迁回到基态时，发出荧光。荧光的应用主要是以下几个方面：①物质定性。利用不同荧光物质有不同的激发光谱和发射光谱进行物质鉴别。②定量测定。较低的浓度下荧光强度与样品浓度成正比，且灵敏度高。利用这一特性可以对含荧光组分的样品，如氨基酸、蛋白质、核酸其中的荧光组分进行定量测定。③研究生物大分子的物理化学特性及其分子的结构和构象。由于荧光的激发光
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板
医学生物技术论文3000字_医学生物技术毕业论文范文模板 医学生物技术论文3000字(一)：生物技术在医学领域中的应用和展望论文 摘要：我国的科技水平在不断提高，很大程度上也促进了生物技术的发展。 在现代，生物技术的发展也在迅速加快，尤其是医学领域的发展速度非常快，取 得了显著的成果，发展形势良好。现代的生物技术给人类社会带来了巨大的影响，生物技术在医学领域中也得到了广泛的应用，一定程度上促进了现代医学的进一 步发展。 关键词：生物技术；医学；应用；展望 现代的生物技术发展及应用已渗透到多个领域之中，比如医学、农业、环境等，当然最重要的应用还是在医学领域中。可以说生物技术的迅速发展促进了医 学领域中的一些重要方面的改革。在医疗领域中生物技术的应用是最早、也是最 重要的应用之一，也使该技术发展得更加迅速，其效果更加明显。在医疗领域， 生物技术是不可替代的。基于这一点，加强现代医学应用生物技术的研究分析就 显得更加重要了。随着现代社会和科学技术的不断发展和发步，现代生物技术也 不断应用，并在生产与生活相关的各个领域得到广泛应用。 一、生物技术概念简析
生物技术，指的是在现代生命科学基础上，利用生物组织和细胞的特性，进行生产和加工。而在现代，生物技术发展成为以现代生命科学为基础，再利用生物细胞和组织性能进行加工和生产的技术。在医疗领域，起到了更好的作用，主要包括细胞，基因，蛋白质，发酵等方面的工程。 二、生物技术在医学领域中的应用 （一）预防医学中的应用 生物技术在预防医学中的检测环境和环境净化起着重要作用，在这个过程中，生物技术在这个过程中扮演着至关重要的角色。比如，通过生物肥料的研发，可以在很大程度上减少对环境的污染，从而降低环境的污染。不仅如此，生物技术对预防医学的应用也表现为传统疫苗改造的成果。在过去的一段时期里，传统疫苗主要的作用是减少或消除一些致病物质的毒性，从现代医学的角度来看，疫苗在应用上逐渐出现了一定的限制和局限性。上世纪初，借助于生物技术进行疫苗研发，成功地研制出了核酸疫苗。该疫苗主要复制与免疫原有关的基因，将其复制到真核粒子表面，然后向试验动物注射DNA，促使其产生抗体，形成强烈的免疫作用，通过此方法预防病情。由此，我们很难看到借助于生物技术研制的核酸疫苗，不仅十分安全、高效，而且还能起到很好的防治作用。 （二）诊断医学中的应用
医学功能成像技术
医学功能成像技术 第二讲功能性磁共振成像 吕维雪 本讲座撰写人吕维雪先生浙江大学教授 解剖结构的磁共振成像已经在临床和研究中被普遍接受了功能性磁共振成像做脑功能定位的出现更进一步扩大了磁共振成像技术在临床上的作用这一新技术可以通过检测神经活动对局域血流流量以及氧饱和的影响产生被激活脑区的图像它对于进一步理解脑的结构功能和病理学之间的关系有重要的作用而且该技术是无损的能很容易地和现有的临床实践集成所以受到了很大的重 视 仅有结构成像技术是不能确定功能性的神经解剖学的已经证明即使在正常人中其脑的中央沟都有很大差异这种情况当存在脑肿瘤时变得更为严重这 时会有质量效应和功能性的重新组织能做功能性定位的技术可以在畸变和脑解剖不确定的场合下提供有临床意义的信息 在对脑肿瘤做手术治疗时功能性成像也是很有价值的在很多场合中需要对主要的功能性皮层做精确的定位以便能最大程度地切除病态组织而使术后的神 经性后遗症减到最少术前能确定主要的功能区对于评价手术是否可行和手术的 方案都有重要意义 术前关键功能区的定位是功能性磁共振成像立即可以对临床有用的领域 fMRI可以在医院现有的MRI扫描仪上做功能区定位的常规检查图像的采集和处理时间基本上和结构性MRI检查类似除了这种应用以外fMRI对许多心理学和认知异常方面的理解和治疗也有潜在的临床价值 一功能性磁共振的原理 要了解功能性磁共振需要熟悉磁共振的物理原理它决定了信号的特性并由这些信号形成图像 1990年Seiji Ogawa首先报道了在磁共振图像中发现了血液氧合对T2*的影响他注意到当血液氧合降低时皮层血管变得更清楚了他知道这是由于去氧基血红素造成局域磁场不均匀的结果并把这一方法称为BOLD(Blood Oxygenation
现代生物技术在医学方面的应用
现代生物技术在医药学中的应 [摘要]简述了现代生物技术在医药学中的应用现状。包括基因工程在药学方面的应用、基因工程在医学方面的应用以及蛋白质工程在药学方面的应用。 生物技术（biotechnology），有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。如今，它已广泛应用到医药学领域。 1 基因工程在药学方面的应用 1.1 基因工程药物利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。自1982年世界第一个基因工程药物——重组胰岛素投放市场以来，基因工程药物就成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约50个药品，诸如人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、干扰素、激活剂、乙肝疫苗等已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传
统化学药物难以达到的作用。 1.2 重组DNA技术在医药中的应用目前，重组DNA技术的应用在这方面相当活跃。现已利用重组DNA技术生产出各类产品：①激素类：胰岛素、生长激素、生长激素抑制剂等；生理活性剂：干扰素、白细胞介素、淋巴细胞活素等；②疫苗类：乙型肝炎病毒疫苗、流感病毒疫苗等；③酶类：蛋白酶、糖化酶、溶菌酶、尿激酶、凝乳酶等；蛋白质：胶原蛋白、血清蛋白等。④其它类产品：氨基酸、维生素、核昔、多糖、抗生素、有机酸、微生物菌体、醇类等，都可用重组DNA技术生产，充分显示了这种技术的商业价值。近年来，我国学者在重组DNA技术上却有着可喜的进展。例如：侯纬敏等分子克隆人血小板生成素基因成功；舒东等成功构建并获得高效表达抗人纤维蛋白单链抗体一低分子量尿激酶双功能事例蛋白的细胞株。曾宗浩等制备出长效胰岛素目标产品。孔祥平等制备了促肝细胞生长单克隆抗体等，为我国应用重组DNA技术的工业生产提供了丰富素材。 2 基因工程在医学方面的应用 2.1 基因诊断基因诊断开始于2O世纪90年代。它是运用基因手段诊断，从基因中寻找病根，旨在为一些“不治之症”寻找新的诊断渠道。其特点是特异性非常强，只要检测出该病变基因的存在，就能确诊。目前，聚合酶链式反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。从原理上说，医生只
(医疗药品)计划生物和医药技术领域
附件1： 863计划生物和医药技术领域 “干细胞与组织工程”重大项目 课题申请指南 一、指南说明 “十一五”期间，本重大项目以替代、修复或再造人体各种组织器官的“再生医学”为主线，以干细胞与克隆技术、组织工程技术、组织器官代用品和再生医学相关评价体系为重点，利用多学科、多技术交叉合作的关键技术和资源平台，建立具有一定规模的高水平研究、生产和应用基地，形成我国再生医学工程研究开发技术体系，研制具有自主知识产权的系列干细胞与组织工程产品及代用品，建立、完善和细化相应的技术标准、准入规范和相关伦理学指导原则，培育和带动新兴产业，加快实现部分干细胞、组织工程产品和组织器官代用品的产业化，从而使我国再生医学研究和应用的整体水平进入世界先进行列，部分关键技术和产品达到国际领先水平。 本重大项目的任务分解及主要任务指标为：完成1-2种重要退行性疾病的治疗性克隆临床前研究，力争获得第一个治疗性克隆的临床批文；完成3-5种重要疾病干细胞治疗的临床前研究，获得SFDA 或卫生行政主管部门的临床批文，力争1-2种治疗技术或产品完成临床试验，获得相应证书；初步建立1－2个国家级人类（疾病）胚胎干细胞库，建立干细胞库有关的硬件标准和管理规范；4-6种具有自主知识产权的系列组织工程产品获得SFDA临床批文，力争2-3项完
成临床试验并获得许可证；开发3-5项具有自主知识产权的新型组织器官代用品，力争获得生产许可证；建立3-5种针对干细胞和组织工程应用的灵长类动物疾病与评价模型；申请专利200项左右，其中10项左右为国际PCT专利，力争10%获得授权。 上述任务分解除个别保密课题外，所有课题均通过公开发布课题申请指南落实任务。 此次发布的是本重大项目课题申请指南，拟安排的主要内容包括干细胞与治疗性克隆、组织工程技术与产品研制、组织器官代用品研发及灵长类动物疾病与评价模型等，拟支持的经费为2亿元人民币。课题支持强度依据所承担任务和完成指标而定，课题支持年限为5年，但依据中期评估进行滚动支持。 二、指南内容 课题1、帕金森病或卢迦雷氏病的治疗性克隆研究与应用 研究目标：完成治疗性克隆技术及治疗性克隆干细胞的临床前研究及有效性和安全性评价，向SFDA申报临床批文，争取在治疗性克隆领域有所突破。此课题是重大项目总体目标中的重要组成部分和亮点，也是体现本项目水平的重要指标之一。 主要研究内容及考核指标：针对帕金森病或卢迦雷氏病等神经系统退行性疾病，建立治疗性克隆胚胎干细胞系，建立治疗性克隆临床应用评价体系和相关检测手段，完成治疗性克隆技术及治疗性克隆干细胞的有效性和安全性评价等临床前研究，申报SFDA临床批文，争
生物技术在医学领域的应用
微生物制药技术 工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑，是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域，并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划，可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。 微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物
合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容： 第一方面菌种的获得 根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。 分离思路新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性，采用各种筛选方法，快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌，也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。 定方案：首先要查阅资料，了解所需菌种的生长培养特性。
医学生物技术专业实习报告(新版)
医学生物技术专业实习报告 (新版) Internship is to combine the theoretical knowledge learned with practice, cultivate the innovative spirit of exploration and strengthen the ability of social activities. ( 实习报告 ) 部门：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：MZ-SN-0530
医学生物技术专业实习报告(新版) 医学生物技术专业实习报告【一】 首先，我想谈一下实习的意义。作为一名学生，我想学习的目的不在于通过结业考试，而是为了获取知识，获取工作技能，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。 再次，我要总结一下自己在实习期间的体会。在实习期间，通过在生产现场观摩，经过专业人员的讲解，了解了微生物发酵技术在制药、酿酒和作为生物菌肥等方面的在作用。参观实习是对自己在学校学习的补充，这次实习让我对《发酵工程》这门学科有了更深的认识，亲眼看见了发酵的设备，及其整个的生产流程，对这三个企业有了初步的理解，让我对好氧发酵、厌氧液体发酵、厌氧固体发酵等过程中的灭菌、制种、放大、发酵控制、检测、生产流程
等以及生化药物的提取、精制、冷冻干燥、包装等生物分离工程获得了感性认识，建立了从理论到实际的跨越。也对传统的白酒酿造工艺有了进一步的了解，对酿酒时制曲、原料的选取与处理、配料搅拌及烝酒蒸粮、入窖发酵等工艺过程有了直观的认识。另外还参观了微生物肥料生产的工艺流程，看到了发酵罐的罐体及一些管路，对微生物发酵的用途又多了一份理解。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
现代生物医学技术前沿
生物分子间相互作用分析系统（BIAcore） 1.Biomolecular Interaction Analysis core 生物分子相互作用分析系统 BIA技术是基于表面等离子共振(SPR)的物理光学现象的新型生物传感分析技术。 不必使用荧光标记和同位素标记，从而保持了生物分子的天然活性 2.工作原理： 实验时先将一种生物分子固定在传感器芯片表面，将与之相互作用的分子溶于溶液中，流过芯片表面。检测器能跟踪检测溶液中的分子与芯片表面的分子结合、解离整个过程的变化。 传感器芯片：传感器芯片是实时信号传导的载体芯片，是在玻璃片上覆盖了一层金膜，在金膜的表面连有不同的多聚物用于固定不同性质的生物分子。每个芯片表面有4个通道（FC），可以独立做4个不同的实验，为了满足分析各种生物体系的要求，专门设计了多种传感器芯片。每一种芯片都具有良好的品质能提供：稳定的基线，高灵敏度，广泛的再生方法，反复使用性和特别好的重现性。 液体传送系统：微液流盘是一个液体传送系统，通过软件的控制自动地传送一定体积的样品至传感器芯片表面。通过对管道内微型气阀的控制，形成各种液体流动回路，将样品或缓冲液送到传感片表面的不同通道。甚至自动进行样品的回收。 SPR光学原理：当入射光以临界角入射到两种不同介质的界面时将产生全反射，由于在介质表面镀上一层金属薄膜后，入射光可引起金属中自由电子的共振，(从而导致反射光角度减弱，使反射光完全消失的角度称作共振角)。共振角会随金属薄膜表面通过的液相的折射率的改变而改变，折射率的变化（RU）与金属表面的生物大分子质量成正比 3.应用：测定分子复合物的生成和解离的速度 共聚焦激光显微镜的原理与应用 理论： 共聚焦激光扫描荧光显微镜:是以激光作为光源、采用逐点扫描及共轭聚焦技术,能对样本进行断层扫描，以获得高分辨率焦平面光学图像的荧光显微镜系统. 基本原理：高压汞灯（滤镜分光），紫外、蓝、绿（激发），被荧光探针染色的生物样本（光学成像），被标记结构的荧光图像。 优势： 1、由于采用了逐点扫描及共轭聚焦技术，激光扫描共聚焦荧光显微镜采集的样本焦平面荧光图像远比普通荧光显微镜获得的样本全层图像分辨率高 2、由于激光的穿透性强，共聚焦荧光显微镜可对样本进行连续断层扫描而获得序列光学切片，可实现样本结构的三维重建 3、由于激光的单色性好，对于多重标记的样本，激光扫描共聚焦荧光显微镜区分不同颜色标记物的能力较普通荧光显微镜强 4、由于激光扫描共聚焦荧光显微镜可对厚样本进行光学切片，可用振荡切片机直接对新鲜或固定样本切厚片（50~100 m），避免了石蜡包埋、冰冻等传统切片方法对细胞结构和抗原性的破坏，并可实现活组织检测。 实验： 固定的目的是使构成组织细胞成分的蛋白等物质不溶于水和有机溶剂，并迅速使组织细胞中各种酶降解、失活，防止组织自溶和抗原弥散，保持组织细胞的完整性和所要检测物质的抗原性。 固定方法：侵入法，灌注法 切片方法：冰冻切片，石蜡切片，振动切片
生物组织光学性质的测量原理与技术
第16卷第4期 1997年12月 中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 CH I N ESE JOU RNAL O F B I OM ED I CAL EN G I N EER I N G V o l.16N o.4 D ecem ber1997 生物组织光学性质的测量原理与技术3 谢树森 李 晖 (福建师范大学物理学系,福州350007) Ch ia T eck Chee (Schoo l of Science,N anyang T echno logical U niversity,Singapo re1025)本文讨论了组织光学性质参数的测量原理和技术,提出了一种新的测量和计算方法,采用联合测定组织体表面漫反射率和体内光能流率分布,并利用漫射理论和M onte Carlo模型的部分结论,可求出组织的光穿透深度,吸收系数和有效散射系数,以4种猪组织为例,研究了哺乳动物组织的光学性质,这一原理和技术可适用于人体组织光学性质的测量。 关键词: 组织光学;吸收;散射;漫射;M onte Carlo;漫反射率;光能流率 分类号: R197.39;R318.6 0 前 言 激光医学的进展,尤其是光动力学疗法(PD T)在临床上的深入应用,需要精确了解在一定光照条件下人体组织内的光能分布,以便安排最佳的光治疗方案。其中最关键的问题可归结为如何确定组织体的光学性质基本参数,即吸收系数Λa,散射系数Λs和散射位相函数S(Η)或平均散射余弦g。一旦已知这些光与组织的相互作用参数,在给定的光照方式和边界条件下,光能流率5(r)或其它参量如全反射率R,全透过率T等分布可由有关的数学模型唯一地确定[1,2]。 本文所提出的新方法系采用联合测定组织体表面漫反射率和组织体内部的光能流率分布,并利用漫射理论和M on te Carlo模型的部分结论,可求出组织的光学性质基本参数。 1 组织光学性质参数测量的理论基础 作为电磁波的光在组织中传播行为属于光与组织相互作用问题,在不考虑吸收的情况下,理论上由麦克斯韦方程组及组织体的电磁性质Ε,Λ或折射率,加上边界条件唯一地确定:即在所给定的条件下求解麦克斯韦方程,以得到电矢量在空间中和时间上的分布。其中必然出现一般光学中所有的各种现象,诸如干涉、衍射、反射和偏振等纯粹的物理光学问题。当组织存在光吸收时,应当考虑组织中原子分子的能级结构性质。换言之,此时应采用半经典理论,最严格的处理应使用全量子理论,不难想到,仅由于生物组织折射率的不均匀性,我们就无望获得麦氏方程的数值解,更不用说解析解了。 其实,可以把光在组织体中的传播进而有光能分布的物理实在,用一种粒子的传输过程来 国家自然科学基金和国家教委回国留学人员资助项目 1995年11月27日收稿,1996年4月29日修回
医学生物技术专业毕业实习报告
( 实习报告 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 医学生物技术专业毕业实习报 告 Graduation practice report of Medical Biotechnology
医学生物技术专业毕业实习报告 医学生物技术专业毕业实习报告【一】 光阴流转，又是一年五月花开，一年的实习即将告一段落，这一年的时间作为人生中第一次的实习，从开始初至的陌生到如今即将来临的告别，期间倍受医院里各位老师的教导、提点，让我从中获益良多。 记得第一个实习科室是神经内科，神经内科作为这所医院的重点专科，收治的病人种类繁杂。在这里，我开始学会了一名医学生在医院里所必须的基本常识，从一片茫然到逐渐锻炼为熟练，也开始一点一点的明白了在课本中浩如烟海的文字里寻找与实际临床的交汇的通道，看到了书本里的文字一点一滴都化作现实成为人生中难以忘怀甚至不可或缺的经历化入脑海;同时也是在这里看到了与现如今人言啧啧的医护行业大相径庭的现实，我看到了诸位老师作
为临床医师的各种不足为外人道的辛苦与委屈，在这里我突然发现过着所谓的朝九晚五的生活都成为一种遥不可及的奢望，日夜颠倒的作息时间，无所谓双休节假日的漫长无期的工作日，无论何时何地都要在病人需要的第一时间做出清醒正确的处理。而在这些辛苦的背后还有病人的不理解甚至无理取闹，还有现如今社会中各种恶劣的诋毁与嘲弄，还有与辛劳付出甚至连基本的等比都不能达到的微薄薪金。老师们虽然在闲暇时偶尔玩笑般抱怨现实不公，可一旦工作来临，依旧打起一百二十分的精神，尽心尽力，兢兢业业，我一度为这种付出与收获不平衡的状况疑惑着，但在医院里一天天的度过，我从最初对暴躁的患者的畏惧，到中间气郁，再到后来的从容应对，我突然想起金庸先生武侠中 最为经典的一句话：侠之大者，为国为民;也许如今的医护人员竟如古谓侠客事了拂衣去，深藏身与名，所求的不过是做好自己所应做的。古语有言天变不足畏，祖宗不足法，人言不足恤，在自己准备着成为一名真正的可以胜任自己职位并且担负职责的临床医师的同时，也在心里期盼着有人能看到这个群体的努力与不易，让这
生物技术及其在医药中的应用
生物技术及其在医药中的应用 摘要：现代生物技术是70年代开始异军突起的高新技术领域，近一、二十年来发展极为神速，它与微电子技术，新材料和新能源技术并列成为影响未来国际民生的四大科学支柱，被认为是二十一世纪科学技术的核心。 关键词：生物技术，医药，应用 世界各国都看到生物技术正以其巨大的活力改变着传统的社会生产方式和产业结构，迅速向经济和社会各领域渗透和扩散，推动社会生产力的飞速发展并成为国与国之间，特别是大国之间竞争的主要手段之一。发达国家或国家集团为了争夺在世界经济上的主动地位，都把发展生物技术当作自己强国之道和新的国策，竞相制定和实施投资大，耗时长的生命科学与生物技术的发展计划，发展中的国家也相继制订计划，采取措施，组织研究与开发，以免在战略上失去机会。我国也己经采取了一系列重要措施施以加强生物技术的研究和开发，诸如推行“863”计划等足见其重视程度.生物技术学是最古老的技术，其历史几乎同少、类的文明史同时开始，随着科学技术的发展，特别是分子生物学的最新理论成就和当代尖端技术对生物技术的渗透，以及社会的需求，促使生物技术由传统技术转化为高新技术，它主要包括基因工程，细胞工程、酶工程和发酵工程，其对世界面临的重大问题—饥俄、疾病、能源及污染等—有可能提供解决办法。现代生物技术又是一项和医药产业结合极为密切的高新技术，它的发展已带给了某些医学基础学科的革命性变化，并为医药工业开辟了更为广阔的新领域。 1基因工程(亦称遗传工程)
基因工程是当代生物技术较为复杂，难度较大，也较有发展前途的一类。它包括体外基因工程(DNA体外重组)和体内基因工程(DNA体内重组)两种方式。当前人们所说的基因工程多半指的是体外基因工程。一般程序是取得所需的目的基因，将目的基因与载体连接，经过重组cDNA引入受体细胞(寄主细胞)并使目的基因的性状得以扩增并表达产生、们所需的蛋白质。 这项技术经受了实践的考验，走向了成熟，不仅运用该技术本身取得了一批令人瞩目的技术成果和理论成果，而且在该技术渗透到其他生物技术中去的同时，也取得了为数众多，用途广泛、社会效益与经济效益均十分显著的成果。目前，医药基因工程产品研制和开发大约有70多种，尤其是美国在医药基因工程产品的研制与开发已进入产业化阶段，FAD已批准了十多种重组产品投放市场。我国自70年代末期开始部署基因工程的研究于今整个局面已经有了很大发展。据不完全统计.现在大约有不下20种基因工程产品在研究开发之中，其中干扰素已投放市场，乙型肝炎疫苗已进中试阶段。 2细胞工程 细胞工程是由细胞培养和细胞融合两方面技术组成。1975年Kohler和涌lstein成功地创建了淋巴细胞杂交瘤技术，该技术被誉为免疫学的一次革命，是20世纪后20年内最重要的生物技术之一，它不但广泛地应用于改良和创新菌种，而且有效地用来开发单克隆抗体，杂合抗生素及其它生物技术医药产品。淋巴细胞杂交瘤技术是将体外不能长期生存的免疫细胞与在体外能迅速增殖的瘤细胞在聚乙二醉(PEG)作用下融合而产生杂交瘤细胞，所得的杂交瘤细胞承袭了两组亲代细胞的遗传特性，既保存了瘤细胞在体外迅速增殖传代能力，又继承了
生物医学中的光学与激光
生物医学中的光学与激光
本讲内容概要
1. 引言
– 学科背景 – 基本概念:Biomedical Optics, Biomedical Photonics – 本讲的主要内容概述 ? ? ? （组织对）光的吸收、反射和散射 组织的光学特性 光在组织中的传播规律－光学诊断学的基础
2. 生物组织的光学特性：
3. 光和组织的相互作用
4.
– 光对组织的物理作用（治疗） – 测量 – 应用（激光医学） – 光学相干层析成像－Optical Coherence Tomography (OCT) – 其它的成像技术举例
光学检测及成像：
引言（1）
? ? 本讲涉及的内容属于生物医学光子学(Biomedical Photonics)的范畴 生物医学光子学与生物医学光学（Biomedical Optics）区别（相同点与不同 点） ：
? ?
在人类的发展历史中，光学扮演着非常重要的角色：光的治疗作用 17世纪光学显微镜的发明对其后200年间的生物学以及生物医学的研究起到了 非常重要的作用：
– 细胞理论：1830s – 微生物学：1870s
– 根据一般的定义，光学是指“可见光学”，它是电磁辐射中一种可被人眼感知的类 型；另一方面，光子学领域，它包括光子，即所有电磁辐射谱内的量子，它的定义 比光学的定义更广泛（图1）。 – 光子学包括与电磁辐射相关的光学技术与非光学技术，它是电场与磁场空间能量的 传递。电磁谱是它的能量范围，从宇宙射线、γ射线、X射线到紫外、可见光、红 外、微波和无线电频率。 – 因此，生物医学光子学可以定义为研究所有波长范围的电磁辐射在医学中的应用的 科学与技术。这一领域包括对光或其它形式辐射能量（量子单元为光子）的产生与 操纵，采用大量的方法和技术，例如激光和其它光源，光纤，电子-光学仪器，复 杂的微电子机械系统，纳米系统等，研究光吸收、发射、传导、散射和放大现象在 临床上的应用。 生物医学光子学的研究范畴包括临床诊断、治疗和疾病的防护。
生物技术与医学技术
生物技术与医学技术 1.生物技术与医学的含义、关系 现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学、系统生物学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。就其应用领域，可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。医学是生命科学的重要组成部分，是在人类祖先自我防护本能的基础上，通过长期的劳动实践和抗病害斗争而形成和发展起来的一门科学。医学的主要任务是防治疾病、保障健康和延年益寿。生物学可以独立存在，但医学则必须有生物学的知识。原因在于医学在治疗或是其他方面的时候，都需要有一定的知识，而这些知识基本上甚至是完全是生物学的知识。因为医学就是为了救治生物所以才被从生物学的基础上又创立出来的一种新的学问。医学的发展需要依靠生物技术的进步。胜物技术的发展不仅关系着人们健康保证、防病治病能力的提高，而且也直接促进一些相关产业如医疗仪器、生物医用材料的发展。现代医学在很大程度上依赖生物技术的进步，换句话说，生物技术的很多方面的进步影响着现代医学的发展。可以说医学离开了生物技术就像植物离开了水分一样将不会得到发展进步。 2.生物技术对医学的贡献 生物技术对医学做出了巨大的贡献，这些贡献是其他技术无法代替的。基因工程、细胞工程、组织工程和整体动物工程等新的生物技术使医学模式发生变革，从以化学药物加手术刀为主要治疗手段的传统医学模式，迈向以基因治疗、细胞移植或生物人工组织器官移植为主要的治疗手段的“再生医学”模式。使用基因工程技术生产各种重组蛋白药物或疫苗越来越广泛地应用于临床。如细胞癌变的理论为现代医学的癌症治疗提供了理论基础。从癌细胞的主要特征的了解可以有效地治疗癌症或控制癌症的发展。对致癌因素的认识，可以避免和预防癌症。另外，癌基因学说，从基因层面上为现代医学的癌症治疗作出了理论创新，使今后癌症的治疗有可能从另一个角度得到研究。 在神经生物学方面，基因工程技术对脑结构与功能研究结构发挥了重要作用。基因工程的理论和技术也为认识人类遗传疾病和癌发病机理提供有价值的信息。基因工程用于疫苗生产，有牛痘和乙肝疫苗等。基因工程用于基因治疗，进一步实现疾病的预防和分子水平的基因诊断，最终实现疾病的基因治疗。人体基因的缺失，导致一些遗传疾病，应用基因工程技术使缺失的基因归还人体，达到治疗的目的，已成为基因工程在医学方面应用的又一重-要内容。转基因动物技术生产珍贵的药用蛋白指出生命科学的发展促进了其他学科的发展、生命科学的产业化将推动整个世界经济的发展。转基因动物研究是遗传学上具有里程碑意义的工作，具有深远的理论意义，又有重大的应用价值，因而成为近年来生物工程领域研究的热点之一，它开创了生物医药产业的新途径。发现体内有许多的致病基因，可引起癌症、心脏病或软骨病。还有许多与疾病有关的基因。因此基因诊断和治疗研究已成为各国共同关注的问题。RNA研究已经在迅速产业化，如利用不同生物来源的氨酰TRNA合成酶对各种抑制物的抗性不同进行药物研究，已在一些生物学科技公司中开展，核酸抗HIV的研究也已进入临床试验阶段。由反义RNA发展来的反义核酸技术已有20种也已进入临床试验阶段。人类基因组计划对现代医学的贡献有基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预，对制药工业的贡献有筛选药物的靶点：与组合化学和天然化合物分离技术结合，建立高通量的受体、酶结合试验，以知识为基础的药物设计：基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”，个体化的药物治疗：药物基因组学。克隆技术对现代医学影响很大。组织器官的克隆更方便了组织器官的移植。克隆技术对现代医学未来的发展相当重要。免疫学对现代医