细胞与组织的定量相位成像 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

适读人群 ：相关研究领域研究生及科研人员。
本书是对于一门相对新颖并在迅速发展着的学科的权wei阐述，生物学家、化学家、物理学家、内科医生以及工程师们可能对这本书会有特别的兴趣。本书中讨论的技术在近年来已经得到了发展。并且这些技术能提供许多信息，例如，从纳米级上同时反映样本的厚度以及折射率的动态波动。本文由此领域中的权wei专家撰写，是此学科第yi本综合性的阐述或者也是初的几本之一。本书的论述清晰、插图优美，阅读并学习它将会是一种享受。

内容简介

本书提供了QPI的全面综述，涵盖了从相位显微镜的理论基础、到不同技术创新以实现在小外部及空间噪声影响下以视频速率精确地提取定量相位信息，到诸如监测细胞生长、研究细胞动力学以及癌症组织诊断等不同生物医学的前沿应用。这本书利用相位显微镜为主线，有效地将光学显微镜成像机制、全息成像、相干成像、生物物理学与组织光学等联系起来。不论是对刚刚入门的光学或电子工程，生物医学工程以及生物物理等专业的学生，还是想紧跟前沿研究或扩宽研究领域的高级读者而言，这本书都将是研究定量相位成像的有益参考。

作者简介

Gabriel Popescu，伊利诺伊厄巴纳-香槟分校电子与计算机工程系副教授，SPIE会士，OSA会士，Optics Express and Biomedical Optics Express杂志副主编。2009年获美国国家自然科学基金会杰出青年教授奖，2012年入选伊利诺伊厄巴纳-香槟分校先进科研中心专家。近十年的研究兴趣为细胞及组织的定量相位成像，是该领域的开拓者之一。出版著作两本，发表了100余篇文章，120余场会议报告，100余次特邀报告。

精彩书评

领域权wei专家撰写，关于QPI的全面综述

目录

目录



第1章绪论/1

1.1光学显微成像术/1

1.2定量相位成像/2

1.3QPI和多模式研究/3

1.4纳米尺度和三维成像/5

第2章基本原理/10

2.1自由空间中的光传播/10

2.2波传播的菲涅尔近似/15

2.3自由空间的傅里叶变换性质/16

2.4透镜组的傅里叶变换性质/18

2.5非均匀介质中光散射的（一阶）玻恩近似/23

2.6单粒子的散射/28

2.7玻恩近似下的粒子/29

2.8玻恩近似下粒子群的散射/33

2.9米氏散射/35


第3章时间与空间场的相关性/37

3.1时空相关函数：相干体积/37

3.2单色光源的空间相关性/40

3.3平面波的时间相关性/46




细胞与组织的定量相位成像




目录




第4章图像特征/51

4.1作为线性运算的成像/51

4.2分辨率/52

4.3信噪比/53

4.4对比度和对比度噪声比/55



第5章光学显微镜/61

5.1阿贝成像理论/61

5.2相位型物体成像/67

5.3泽尔尼克相衬显微成像术/69


第6章全息术/75

6.1Gabor（同轴）全息术/75

6.2Leith和Upatnieks（离轴）全息术/77

6.3非线性（实时）全息术或相位共轭/80

6.4数字全息术/81


第7章点扫描QPI/87

7.1弱相干干涉测量法/87

7.2色散效应/91

7.3时域光学相干层析成像/94

7.4傅里叶域及扫频OCT/98

7.5定性的相敏方法/101

7.6定 量 方 法/105

7.7进一步发展/110

第8章全场定量相位成像的原理/121

8.1干涉成像/121

8.2时域相位调制：相移干涉测量/122

8.3空间相位调制：离轴干涉测量/124

8.4相位解缠/125

8.5QPI的性能指标/127

8.6QPI方法和性能指标的总结/135


第9章离轴法/139

9.1数字全息显微成像术/139

9.2希尔伯特相位显微成像术/148


第10章相移方法/171

10.1自动相移数字记录干涉显微镜(DRIMAPS)/171

10.2光正交显微成像术/176


第11章共光路方法/189

11.1傅里叶相位显微成像术/189

11.2衍射相位显微成像术/201


第12章白光法/230

12.1基于强度传输方程的QPI方法/230

12.2空间光干涉显微成像术/235


第13章傅里叶变换光散射/255

13.1原理/255

13.2进一步的发展/261

13.3生物应用/263



第14章方法的目前趋势/283

14.1QPI层析成像/283

14.2光谱QPI/289


第15章当前应用趋势/300

15.1细胞动力学/300

15.2细胞生长/311

15.3组织光学/314

15.4临床应用/320


附录A复解析信号/341


附录B二维与三维傅里叶变换/345

附录CQPI作品/356

前言/序言

序
本书旨在为应用于生物医药的新兴的领域“定量相位成像（Quantitative phase imaging, QPI）”提供深入的见解。也是一份对于处在不同职业生涯阶段的研究者们的邀请，希望他们去探索这个新兴而激动人心的领域。我花了很多精力去提供足够的介绍材料来让这本书尽可能地完整。因此，这本书的结构使得概念的发展由浅入深，具体如下。
OPI背后的动机以及基本概念在“导论”中得到呈现，并且特别注意明确了例如“纳米级”和“三维”等容易混淆的概念。第2章（基本原理）回顾了光在真空和非均匀介质中的传播（散射），并强调了傅里叶光学。光场的相关特性在第3章中讨论。第4章回顾了图像的基本性质（例如，分辨率，对比度，对比噪声比等）。光学显微镜的概念，从Abbe的图像描述到Zernike的相衬理论在第5章中讨论，而第6章则回顾了全息摄影的主要发展历程。其余的章节，也就是7-15章则专门用于描述QPI的各个方面。
除了致力于描述点扫描QPI并且包含了全面的低相干干涉法的第7章，所有的章节都讨论的都是全场QPI法。第8章阐述了QPI背后的主要思想并且规定了QPI中的主要性能系数：采集率，横向分辨率，时间相位稳定性以及空间相位均匀性。接下来的四个章节，9-12章，描述的是四种在一般情况下擅长某种性能系数的QPI手段: 轴外（高采集率），移相（高横向分辨率），共光路（高时间稳定性）以及白光（高空间均匀性）。
第13章阐述的是光散射的傅里叶变换，从本质上建立QPI和光散射测量的等价性。后的两章，14和15章，则用于讨论近来在方法上和应用上的进展，而这些进展在目前看来非常有前景。在本书的后还有三个附录：复解析信号（A），傅里叶变换（B）以及有趣的QPI图像（C）。
我一直坚信QPI将会继续以加快的步伐发展，并且在未来几年成为生物医学光子学中占主导地位的领域。希望这本书能够通过给这个新领域提供一个逻辑框架以及对于现有研究的浓缩总结来为这个学科的发展做出贡献。



Gabriel Popescu
厄巴纳，伊利诺伊州
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