這本關(guān)于太赫茲裝置、測量技術(shù)和應(yīng)用的非常全面的*新研究著作(專門針對生物和生物醫(yī)學的用途)為那些希望調(diào)查和理解這一新興技術(shù)領(lǐng)域且擁有日益增長的興趣的人來說,提供了精彩的介紹和持久的參考.撰稿者包括許多優(yōu)秀的研究團體和當今世界上*著名的專家。具體主題包括太赫茲源和探測器、脈沖和連續(xù)波電路、成像和層析技術(shù)、導波元件、溶劑化合物和生物分子的光譜研究、太赫茲電磁場與生物的相互作用及其*近在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用(例如,藥物吸收、癌癥檢測和納米顆粒探測)。
許多應(yīng)用,包括科學技術(shù)、安全檢查、醫(yī)學成像應(yīng)用都受益于新興的太赫茲技術(shù)的開發(fā)和利用。太赫茲生物醫(yī)學科學技術(shù)通過太赫茲光譜和成像以及太赫茲醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展來探索生物學行為的*新發(fā)現(xiàn)和進展,包含了太赫茲生物醫(yī)學領(lǐng)域的科學家和研究人員的貢獻。
本書提供了太赫茲技術(shù)的評估方法,并對使用了太赫茲波的基礎(chǔ)生物學研究進行了匯編。介紹了太赫茲波是一種新興的趨同研究工具,涉及基于激光的產(chǎn)生技術(shù)、固態(tài)器件、探測器等方面,并討論了高電場的產(chǎn)生方法。本書涵蓋了太赫茲成像在醫(yī)學應(yīng)用中的*新進展,特別是在癌癥診斷方面,回顧了太赫茲成像技術(shù)在癌癥診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀并且探討了太赫茲輻射的潛在醫(yī)學應(yīng)用前景,同時考慮了使用了太赫茲技術(shù)的未來醫(yī)療的應(yīng)用前景。
在過去的 ２０ 多年,自可用飛秒激光驅(qū)動皮秒電脈沖產(chǎn)生太赫茲信號以來,太赫茲科學技術(shù)開始備受關(guān)注.為了彌補電磁波譜的空缺,新的產(chǎn)生技術(shù)、探測技術(shù),以及必要的組件已經(jīng)被開發(fā)并應(yīng)用于諸如科學光譜學、安全檢查和醫(yī)學成像等眾多領(lǐng)域.
隨著太赫茲技術(shù)的發(fā)展,關(guān)于這一主題的研究論文的出版量也激增,因為其在科學和技術(shù)上都具有巨大的潛力,所以許多介紹這種先進技術(shù)的書在陸續(xù)出版.這些書主要集中介紹太赫茲的產(chǎn)生和探測、層析成像儀器等類似儀器的使用方法,以及諸如半導體和電介質(zhì)等凝聚物質(zhì)的光譜學等方面.*近２年出版的書籍反映了太赫茲技術(shù)及其應(yīng)用的進展,但限制了利用太赫茲波進行生物醫(yī)學研究的空間,盡管生物醫(yī)學領(lǐng)域是太赫茲應(yīng)用中發(fā)展*快的領(lǐng)域之一.
因此,一本能展現(xiàn)迄今為止獲得的大部分相關(guān)研究成果的太赫茲生物醫(yī)學研究圖書有著巨大的需求,該項目由泰勒和弗蘭西斯集團的高級出版編輯Luna Han 發(fā)起,他聯(lián)系我編寫這本關(guān)于太赫茲生物醫(yī)學研究的書,我有幸聘請到太赫茲研究的先驅(qū)和太赫茲生物醫(yī)學領(lǐng)域的杰出科學家作為這本書的作者,這本*近被研討了很長一段時間的書是他們研究成果的匯編.本書由三部分組成.第一部分簡要回顧了太赫茲技術(shù),從源和探測器到成像技術(shù)和波導,引導學生和科學家進入太赫茲研究領(lǐng)域.第二部分的內(nèi)容是利用太赫茲波進行的基礎(chǔ)生物學研究的匯編,包括水和液體的特性、生物分子光譜學、蛋白質(zhì)的動力學,以及太赫茲輻射的生物學效應(yīng).第三部分介紹了太赫茲成像在醫(yī)療應(yīng)用方面的*新成果,特別是在癌癥診斷方面.本書還從太赫茲波的原理和應(yīng)用出發(fā),討論了太赫茲波分子成像技術(shù),*后總結(jié)了太赫茲技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用前景.
如果沒有杰出的章節(jié)作者,這本書無法面向讀者出版.在此感謝作者貢獻的知識,并對羅切斯特大學的張希成教授給出的鼓勵和建議表示衷心的感謝.同時對首爾市立大學太赫茲生物醫(yī)學實驗室的學生 Jae Yeon Park 、Kwang Sung Kim 和 Hee jun Shin 表示感謝,感謝他們做的手稿錄入工作.感謝 Luna Han 、 Robert Sims ,以及泰勒和弗蘭西斯集團的工作人員、 SPi Global的 Remya Divakaran ,感謝他們?yōu)檫@本書的出版所做出的辛勤工作.*后,我要感謝我的妻子 Miyoung 和我的女兒 Eunho 和 Jeeho ,感謝她們的愛和支持.
Joo-Hiuk Son 畢業(yè)于韓國首爾大學，后在安娜堡的密歇根大學獲博士學位，并在勞倫斯伯克利國家實驗室做博士后，期間他致力于太赫茲探測研究。1997年他加入首爾市立大學物理系，并榮升教授。這個階段早期他的研究興趣為各種納米材料的光電性質(zhì)，包括使用太赫茲時間域探測的碳納米管等。近年來，Son教授的研究興趣轉(zhuǎn)為生物材料及其在醫(yī)藥中的應(yīng)用中太赫茲電磁相互作用。
第 １ 章 太赫茲生物醫(yī)學研究導論 / １
第 ２ 章 太赫茲源和探測器 / ８
�。玻薄� 引言 / ８
２．２ 太赫茲源 / ９
�。玻场� 太赫茲探測器 / ２１
第 ３ 章 臺式高功率太赫茲脈沖產(chǎn)生技術(shù) / ３３
３．１ 引言 / ３３
�。常病� 鈮酸鋰中傾斜光脈沖的光整流產(chǎn)生太赫茲波 / ３４
�。常场� 氣體等離子體中雙色光激發(fā)產(chǎn)生寬帶太赫茲波 / ４２
�。常础� 結(jié)論 / ４９
第 ４ 章 太赫茲成像與層析成像技術(shù) / ５４
４．１ 引言 / ５４
�。矗病� 太赫茲成像技術(shù)綜述 / ５６
４．３ 太赫茲層析成像 / ６５
第 ５ 章 緊湊型固態(tài)電子太赫茲器件和電路 / ７９
�。担薄� 引言 / ７９
５．２ 基于二極管的方法 / ８０
�。担场� 基于晶體管的方法 / ８８
�。担础� 封裝問題 / １００
５．５ 總結(jié) / １０４
第 ６ 章 太赫茲內(nèi)窺鏡波導 / １１１
�。叮薄� 引言 / １１１
６．２ 太赫茲波導研究進展 / １１２
�。叮场� 太赫茲內(nèi)窺鏡 / １１９
６．４ 展望 / １３２
第 ７ 章 水和液體的太赫茲特性 / １３６
�。罚薄� 引言 / １３６
７．２ 水的太赫茲特性 / １３７
�。罚场� 液體的太赫茲特性 / １４４
７．４ 液體混合物的太赫茲特性 / １４６
第 ８ 章 太赫茲吸收光譜法探測溶劑水化動力學特性 / １５７
�。福薄� 引言 / １５７
�。福病� 太赫茲水化作用的概念 / １６２
�。福场� 蛋白質(zhì)水溶液的太赫茲吸收系數(shù) / １６５
８．４ 蛋白質(zhì)折疊和酶催化的動態(tài)太赫茲吸收 / １６８
�。福怠� 討論與展望 / １７２
第 ９ 章 生物分子太赫茲光譜學 / １８２
９．１ 引言 / １８２
�。梗病� 太赫茲頻域中的生物分子 / １８４
９．３ DNA 和 RNA 的太赫茲光譜 / １８５
�。梗础Ｇ 葡萄糖太赫茲光譜學 / １９６
第 １０ 章 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)功能關(guān)系的太赫茲光譜研究 / ２０６
�。保埃薄� 引言 / ２０６
１０．２ 蛋白質(zhì)分子的太赫茲研究技術(shù) / ２０９
１０．３ 穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)二硫鍵的光譜分析 / ２１２
�。保埃础� 酶在無機溶劑中的逆功能 / ２１８
１０．５ 結(jié)論 / ２２４
第 １１ 章 太赫茲頻率下的蛋白質(zhì)介電響應(yīng) / ２３６
�。保保薄� 引言:水化蛋白質(zhì)系統(tǒng)與一般介電響應(yīng) / ２３６
１１．２ 介質(zhì)弛豫 / ２３７
�。保保场� 水 / ２４１
�。保保础� 蛋白質(zhì)的弛豫反應(yīng):氨基酸側(cè)鏈 / ２４５
�。保保怠� 分解實例:冷凍蛋白質(zhì)溶液 / ２４６
１１．６ 結(jié)論 / ２５１
第 １２ 章 氨基酸和蛋白質(zhì)與太赫茲波的非線性相互作用 / ２５６
�。保玻薄� 引言 / ２５６
１２．２ 太赫茲誘導的氨基酸熒光調(diào)制 / ２５７
�。保玻场� 太赫茲輻射誘導的蛋白質(zhì)熒光調(diào)制 / ２７２
１２．４ 檢測強太赫茲輻射效應(yīng)的替代技術(shù) / ２８３
�。保玻怠� 討論 / ２８６
第 １３ 章 寬帶太赫茲脈沖的生物學效應(yīng) / ２９２
１３．１ 引言 / ２９２
�。保常病� 太赫茲脈沖對細胞生物學效應(yīng)的體外研究 / ２９５
１３．３ 強皮秒脈沖對人體皮膚組織的生物學效應(yīng) / ３００
�。保常础� 亞皮秒太赫茲脈沖對小鼠皮膚非熱效應(yīng)的體內(nèi)研究 / ３１０
�。保常怠� 總結(jié) / ３１２
第 １４ 章 皮膚對藥物吸收的太赫茲動態(tài)成像 / ３２６
�。保矗薄� 引言 / ３２６
�。保矗病� 經(jīng)皮給藥 / ３２７
�。保矗场� 太赫茲成像在皮膚藥物吸收中的應(yīng)用 / ３３４
�。保矗础� 未來研究展望 / ３３７
第 １５ 章 太赫茲檢測皮膚癌 / ３４２
１５．１ 皮膚癌概況 / ３４２
�。保担病� 莫氏顯微外科手術(shù) / ３４３
１５．３ 現(xiàn)有的和研究型的皮膚圖像技術(shù)概述 / ３４４
�。保担础CC 的太赫茲成像 / ３４９
�。保担怠� 圖像對比度 / ３５１
�。保担丁� 未來的研究方向 / ３５２
第 １６ 章 太赫茲技術(shù)在乳腺癌中的應(yīng)用 / ３６７
１６．１ 乳腺癌簡介 / ３６７
�。保叮病� 術(shù)中評估腫瘤邊緣的其他技術(shù) / ３７２
１６．３ 太赫茲技術(shù)在乳腺癌中的具體應(yīng)用 / ３８１
�。保叮础� 結(jié)論 / ３８８
第 １７ 章 口腔癌冷凍太赫茲成像 / ３９９
�。保罚薄� 引言 / ３９９
�。保罚病� 口腔癌 / ４００
１７．３ 人的口腔黑色素瘤的太赫茲成像 / ４０３
�。保罚础� 口腔癌的太赫茲成像 / ４０６
１７．５ 冷凍切片與冷凍太赫茲成像 / ４１０
�。保罚丁� 結(jié)論 / ４１１
第 １８ 章 太赫茲分子成像及其臨床應(yīng)用 / ４１５
１８．１ 引言 / ４１５
�。保福病� 工作原理 / ４１６
１８．３ 應(yīng)用 / ４２３
�。保福础� 與傳統(tǒng)醫(yī)學成像技術(shù)的比較 / ４２６
１８．５ 結(jié)論和展望 / ４２７
第 １９ 章 太赫茲波的醫(yī)學應(yīng)用前景及結(jié)論 / ４３０
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