生物医学传感技术2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

生物医学传感技术PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 传感器的生物学应用2

第1章 生物发达的传感与通信2

1.1 引言2

1.2 蝙蝠：回声定位2

1.2.1 简介2

1.2.2 回声定位3

1.2.3 回声定位的神经生物学和生理学5

1.2.4 回声定位的应用7

1.2.5 工程应用8

1.3 昆虫：声觉防护9

1.3.1 简介9

1.3.2 警示作用9

1.3.3 信号干扰10

1.3.4 昆虫的听觉机制10

1.3.5 工程应用10

1.4 蛇：红外热成像11

1.4.1 简介11

1.4.2 解剖结构11

1.4.3 红外线检测原理12

1.4.4 神经生物学解释12

1.4.5 工程应用13

1.5 蜜蜂：摇摆舞通信14

1.5.1 简介14

1.5.2 摇摆舞模式15

1.5.3 摇摆舞中的编码信息15

1.5.4 摇摆舞的争议16

1.5.5 摇摆舞中的其他信息16

1.5.6 工程应用17

1.6 海豚、鲸：声呐17

1.6.1 简介17

1.6.2 声音产生的生物学与神经生物学18

1.6.3 应用：回声定位19

1.6.4 应用：社会生活19

1.6.5 应用：文化与情感20

1.6.6 应用：鲸歌20

1.6.7 应用：语言20

1.6.8 应用：其他21

1.6.9 噪声影响21

1.6.10 工程应用21

1.7 其他21

1.7.1 金丝燕：回声定位21

1.7.2 鱼：电定位22

1.7.3 虾：光偏振22

1.7.4 海洋生物：生物发光22

1.7.5 昆虫螽斯：声音模仿23

1.7.6 蚊子：性别识别23

1.7.7 黄蜂：寻找隐藏的昆虫24

1.7.8 甲壳虫：气体感受24

1.7.9 蟑螂：爬越障碍25

1.7.10 蝾螈：肢体再生25

1.7.11 蚂蚁：信息素通信25

1.7.12 白鲟：随机共振26

1.7.13 蜻蜓：空气动力学26

参考文献27

第2章 用于长波生物传感的DNA衍生结构的物理特性与建模33

2.1 引言33

2.2 半导体性质的生物兼容界面33

2.3 基于光诱发转变的新型生物体系结构35

2.4 二苯乙烯衍生物／DNA复合物的混合建模37

2.4.1 背景37

2.4.2 分子-机械研究39

2.4.3 QM/MM复合研究40

2.5 聚乙烯矩阵中活性分子的特性研究47

2.6 多维分子坐标空间的光致转变53

2.7 结论58

致谢59

参考文献59

第3章 无标记生物传感器的生物医学应用——集成光学生物传感器与硅光子学的潜在应用62

3.1 引言62

3.1.1 生物传感器所需特性62

3.1.2 常见的无标记生物传感器构建与操作65

3.2 面向完全集成的生物传感器66

3.2.1 器件集成中的硅光子学67

3.3 无标记生物传感器69

3.3.1 电化学生物传感器69

3.3.2 力学生物传感器71

3.3.3 光学生物传感器73

3.4 展望与总结81

致谢82

参考文献83

第4章 石英晶体微天平生物传感器92

4.1 引言92

4.2 压电谐振器93

4.2.1 压电和石英晶体的原理93

4.2.2 厚度切变模式谐振器（石英晶体微天平）95

4.3 质量载荷方程95

4.4 石英晶体表面修饰的方法96

4.4.1 自组装单分子层96

4.4.2 电化学沉积97

4.4.3 静电纺丝和旋转涂布97

4.5 QCM的生物学应用99

4.5.1 酶生物传感器99

4.5.2 基于核酸的生物传感器99

4.5.3 QCM免疫传感器100

4.5.4 QCM哺乳动物细胞生物传感器101

致谢105

参考文献105

第5章 用于细胞分析的芯片实验室技术110

5.1 背景和引言110

5.2 微型器件中的细胞培养和监测111

5.2.1 细胞系统111

5.2.2 细胞输出信号检测111

5.2.3 芯片制备与封装112

5.2.4 系统工程115

5.2.5 典型研究：人癌细胞分析116

5.3 芯片实验室中的细胞操纵技术117

5.3.1 微量液滴的驱动119

5.4 有机电子学的挑战123

5.5 展望125

参考文献126

第6章 基于商品化葡萄糖传感器平台的酶传感器构建132

6.1 葡萄糖生物传感器简介132

6.2 代谢产物生物传感器：ATP134

6.3 酶活性生物传感器：葡萄糖磷酸变位酶137

6.4 毒素生物传感器：叠氮化物140

6.5 聚合物生物传感器：聚3-羟基丁酸酯144

6.6 总结与展望147

参考文献147

第7章 呼吸传感器的未来发展方向152

7.1 引言152

7.1.1 历史回顾152

7.1.2 疾病呼吸诊断的临床应用153

7.1.3 法医学应用：外源化学物质暴露的呼吸诊断154

7.2 呼吸气体采样仪和传感器154

7.2.1 最新的呼吸采样和传感技术154

7.2.2 呼吸样本的生化分析方法157

7.2.3 呼吸传感系统的功能性需求160

7.2.4 成本问题161

7.3 现代呼吸气体传感系统性能的影响因素162

7.3.1 流动力学162

7.3.2 热转移以及冷凝163

7.3.3 材料选取164

7.3.4 现有传感系统的限制165

7.4 呼吸传感系统设计的未来趋势165

7.4.1 微型化呼吸传感系统的挑战166

7.4.2 CMOS技术166

7.4.3 MEMS构架167

参考文献170

第8章 临床应用中的固态气体传感器177

8.1 引言177

8.2 固态传感器的工作原理178

8.2.1 电阻式气体传感器179

8.2.2 电化学式气体传感器181

8.2.3 电容式气体传感器182

8.3 基于呼吸分析的临床诊断183

8.3.1 呼吸采样184

8.3.2 呼吸气体成分186

8.3.3 标志物186

8.4 用于临床诊断的气体传感器188

8.4.1 氧气、二氧化碳、湿度传感器189

8.4.2 丙酮传感器189

8.4.3 一氧化碳传感器190

8.4.4 乙醇传感器190

8.4.5 氨气传感器191

8.4.6 一氧化氮传感器191

8.4.7 COS传感器191

8.4.8 氢传感器192

8.5 新的发展趋势和应用192

8.6 结论194

参考文献194

第二部分 传感器的医学应用202

第9章 人体检测生物传感器的最新进展202

9.1 引言：传感器和生物传感器202

9.2 设计中要考虑的因素203

9.2.1 侵入式传感器和生物相容性203

9.2.2 无创传感器204

9.2.3 穿戴式传感器的特殊要求204

9.2.4 信号的噪声204

9.2.5 伪差的产生206

9.3 生物传感器应用206

9.3.1 人体运动的识别206

9.3.2 生物力学分析和金标准207

9.3.3 认知状态分析208

9.3.4 人机交互生物传感器210

9.4 MEMS在生物传感器中的应用211

9.5 总结212

致谢212

参考文献212

第10章 穿戴式出汗率检测传感器214

10.1 引言214

10.2 汗液检测214

10.2.1 应用216

10.3 穿戴式出汗率传感器：原理及应用218

10.3.1 皮肤电导传感器218

10.3.2 电阻手表221

10.3.3 聚合纤维222

10.3.4 导电纱线224

10.3.5 湿度梯度传感器224

10.4 总结和展望228

参考文献229

第11章 未来的医学成像231

11.1 引言231

11.2 发展方向231

11.2.1 EyeCam231

11.3 个性化的医疗233

11.3.1 数字医学成像的进展233

11.3.2 通信技术对医学成像的帮助235

11.3.3 自动监控236

11.4 未来科技237

11.4.1 目标238

11.4.2 对科技的期望238

11.4.3 发展的成本239

11.4.4 性能240

11.4.5 多处理器的复杂度240

11.4.6 能耗242

11.4.7 SoC和SiP的结合244

11.5 放眼未来245

参考文献246

第12章 半导体探测器在医学成像中的空间和频谱分辨率247

12.1 引言247

12.2 探测器的物理性质248

12.2.1 直接及间接转换探测器248

12.2.2 信号传输过程251

12.3 空间分辨率253

12.3.1 调制传递函数的定义254

12.3.2 MTF函数的仿真及测量254

12.3.3 MTF函数的性质254

12.4 频谱分辨率255

12.4.1 探测器响应函数（DRF）的定义255

12.4.2 DRF函数之间的比较257

12.4.3 整合间接转换探测器257

12.4.4 计数直接转换探测器258

12.5 结论260

参考文献260

第13章 固态光电倍增管（SSPM）检测器的发展263

13.1 背景264

13.1.1 光电探测器回顾：PMTS和晶体硅器件（PIN,APD,SSPM）264

13.2 SSPM的特性277

13.2.1 基本电气特性和模型277

13.2.2 SSPM的实验特性279

13.3 核探测应用中的新兴闪烁体材料的回顾284

13.3.1 伽马射线光谱学285

13.3.2 其他应用：中子检测、带电粒子检测和医学成像287

13.4 应用于特殊闪烁检测场合的CMOS SSPM287

13.4.1 实时光谱剂量计287

13.4.2 像素级的SSPM288

13.4.3 位置敏感的SSPM289

13.5 总结289

致谢290

参考文献290

第14章 高分辨率碲化镉探测器及其在伽马射线成像中的应用296

14.1 引言296

14.2 高分辨率碲化镉探测器297

14.3 极化现象300

14.4 CdTe像素探测器模块302

14.5 层状结构CdTe探测器304

14.6 CdTe双面条形探测器307

14.7 半导体康普顿相机309

14.8 医疗成像中的可能应用313

14.9 总结315

致谢315

参考文献315

第15章 正电子发射断层扫描技术的最新进展321

15.1 引言321

15.2 PET物理学简述322

15.3 影响PET空间和对比分辨率的因素323

15.4 基于飞行时间技术的PET324

15.5 基于闪烁晶体的放射性探测器325

15.5.1 闪烁晶体325

15.5.2 光电倍增管327

15.5.3 雪崩光敏二极管以及位置敏感APD327

15.5.4 硅光电倍增管328

15.6 半导体放射性探测器330

15.7 带有DOI的PET探测器331

15.8 MRI兼容的PET探测器333

15.9 专用PET系统335

15.10 总结337

致谢337

参考文献337