生物医学光学原理与技术课程教学大纲.docVIP

《生物医学光学原理与技术》教学大纲 课程名称：生物医学光学原理与技术 英文名称：biomedical optics 学 分：2 总学时：32 理论学时： 32 实验（上机）学时：0 适用专业：光信息科学与技术 课程的性质、目的及任务 本课程为“光信息科学与技术”专业选修课，属于专业培养方案一般课程。本课程侧重理论分析。生物医学光学原理与技术从光和生物组织体相互作用的基本现象入手，系统、深入地介绍了所涉及的基本概念、基本原理和方法，通过介绍生物医学光子学中重要的应用实例，提供了一个关于本学科知识和技术的简明的主线。通过本课程的学习，学生能对组织光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为设计生物医学光子学检测仪器和从事光学研究打下坚实的基础。 本课程的主要任务包括：1、基本掌握光和组织体相互作用的基本形式及其数学描述。2、基本掌握生物组织体的光学参数及其数学描述。?3、掌握光学参数的离体和在体测量方法。???4、了解生物医学光学中常用的微弱光检测方法。?5、了解光谱分析的主要数学方法及光谱在无创血糖检测和血氧检测中的?应用。?6、了解漫射光光学层析成像和相干层析成像的原理和应用。?7、了解光子学在生物检测、医学诊断、医学治疗、医药开发中的其它最?新应用。 二、课程教学基本要求 任课教师应以课程大纲为依据，合理安排教学内容，认真备课；课堂教学中应尽可能充分利用多媒体课件等现有教学资源；课堂教学后，要留一定数量的作业题，以利掌握学生的学习情况。学生应按要求参加全部的课堂教学，按要求完成作业；参加期末考试或考核，获得该课程学分。学生通过这门课的学习应该熟悉光与生物组织相互作用方式，掌握光与生物组织作用的效应，掌握光在组织中传播的数学模型的建立，了解生物医学光子学的测量技术，了解生物医学光学成像技术与当前研究热点。 三、课程教学基本内容 绪论 使学生了解学习生物医学光学原理与技术的意义和重要性。 第二章 光与生物组织体的相互作用 第一节 光与生物组织体相互作用的基本形式 第二节 组织体对光的吸收效应 第三节 组织体对光的散射效应 第四节 组织体发光 第五节 光热效应和光声效应 第六节 光化学效应 本章涉及光与生物组织的相互作用，学生需要掌握组织对光的吸收效应、组织体发光、光热、光化学效应等现象。 第三章 描述光在组织体中传播的数学模型 第一节 离散粒子统计模型：MC模拟 第二节 连续粒子模型：玻耳兹曼辐射传输方程 第三节 扩散方程及其解 第四节 K-M模型 第五节 加-倍法 本章主要描述了一些光传播的数学模型，需要学生掌握monte-carlo模拟、连续粒子模型、漫射方程及其求解。 第四章 生物医学光子学中的测量技术 第一节 光源 第二节 光电探测器 *第三节 微弱光信号的电探测技术 *第四节 生物组织光学参数的直接测量方法 本章涉及常用光学信号检测系统及技术，需要学生了解测量方法中的不同部件以及测量技术的不同点。 第五章 参数提取的定量数学方法 第一节 常用的化学计量学方法 *第二节 X射线计算机层析成像技术基本原理 *第三节 扩散光学层析理论 *第四节 荧光扩散层析技术 本章学生仅需了解常用的化学计量方法以及一些分析技术与原理。 *第六章 生物医学光子学在人体成分浓度检测方面的应用 第一节 无创伤人体血糖浓度检测 第二节 无创伤人体血氧检测 第三节 结束语 本章介绍了人体血氧检测方法，学生需要了解其具体应用过程。 第七章 生物医学光子成像技术 第一节 DOT 第二节 荧光分子层析 第三节 OCT *第四节 光声层析成像基本原理 本章介绍了常用的生物医学光学成像技术，学生需要熟练了解其各种不同方法的特点与区别。 第八章 生物医学光子学其他研究热点介绍 第一节 激光扫描共聚焦显微技术 第二节 光动力疗法 第三节 光镊 本章介绍了生物医学光学的研究热点，学生需要了解各热点发展现状。 四、课程考核方式 本课程为考查课；考试方式为开卷或大作业；平时成绩及日常考核等占40%，最后的考试成绩或大作业占60%。 五、学时分配表 教 学 内 容 讲课时数 实验时数 实践学时 上机时数 自学时数 习题课 讨论时数 第一章 绪论 1 第二章 光与生物组织体的相互作用 6 第三章 描述光在组织体中传播的数学模型 8 第四章 生物医学光子学中的测量技术 6 第五章 参数提取的定量数学方法 3 第六章 生物医学光子学在人体成分