文档介绍：《生物医学工程进展》试题库1、 ??试述组织光透明技术在生物医学成像的作用及应用前景?作用:生物组织属于浑浊介质,具有高散射和低吸收的光学特性,这种高散射特性限制光在组织的穿透深度和成像的对比度,使得很多光学成像技术只能用于浅表组织, 制约了光学手段检测诊断及治疗技术的发展和应用。生物组织光透明技术的作用就是通过向生物组织中引入高渗透、高折射、生物相容的化学试剂,来改变组织的光学特性,以此来暂时降低光在组织中的散射、提高光在组织中的穿透深度,从而提高光学成像的成像深度,推动成像技术的发展和新方法的产生。前景:1、应用骨组织使得骨组织变得光透明,进而对骨组织下的组织成像,避免手术开骨窗照成的伤害,如应用于颅骨,用得当的成像方法获得皮层神经亚细胞结构与微血管信息;2、解决皮肤角质层的天然阻挡作用,促进透皮给药系统的研究和应用;3、皮肤光透明剂的发展推动光学相干断层成像技术的发展;4、光透明剂使得光辐射能在生物组织达到一定深度之后,可以极大地推动光学显微成像、光学手段检测诊断及治疗技术的发展和应用。推进无损光学成像技术在临床上的发展。?请结合图示,描述如何通过单分子定位的方法,实现超分辨光学显微成像。要通过单分子定位实现超分辨光学显微成像,首先需要利用光激活 /光切换的荧光探针标记感兴趣的研究结构。成像过程中,利用激光对高标记密度的分子进行随机稀疏点亮,进而进行单分子荧光成像和漂白;不断重复这种分子被漂白、新的稀疏单分子不断被点亮、荧光成像的过程,将原本空间上密集的荧光分子在时间上进行充分的分离。随后,利用单分子定位算法对米集到的单分子荧光图像进行定位,可以准确得到分子发光中心位置;最后,利用这些分子位置信息,结合图像重建算法,获得最终的超分辨图像。超分辨图像质量的关键在于二点:一是找到有效的方法控制发光分子的密度,使同一时间内只有稀疏的荧光分子能够发光;二是高精度地确定每个荧光分子的位置。以分辨两个相距20nm的点光源为例。如下图7,当两个点光源相距20nm时,由于衍射极限(一个理想点物经光学系统成像,由于衍射的限制,不可能得到理想像点,而是得到一个艾里斑,这样每个物点的像就是一个弥散斑,两个弥散斑靠近后就不好区分,这样就限制了系统的分辨率,这个斑越大,分辨率越低)的限制,使得每一个点光源经过显微系统所成的像为一个光斑。为了简化起见,假定光斑为一个半径300nm的圆斑(实际情况下,光斑不是均匀分布的,而是满足方程(1))。则在荧光显微镜下,两个点光源所成的像为图 7(a)所示。在这个时候,两个点光源r1,r2由于半径都在300nm,是无法区分的,几乎重叠在一起。所以分辨率为300nm。但是如果第一时刻,只有r1光源发光,如图7(b)所示,这时,r1是可以分辨的,我们可以对r1这个光源做中心定位,算出r1实际的位置如图7(C)。此时相当于排除了衍射极限的限制,得到了点光源r1的较精确的位置,如图7(d)。这时,设法使r1不再发光(进入暗态),并使得r2光源发光,其发光所成的像为一个圆斑(与图7(b)形状相同,位置偏移了约20nm),这时点光源r2是可分辨的。我们再用同样的方法可以得到点光源r2的位置,从而得到了以上两个点的位置,如图 7(f)。这时两个点就可以分辨出来。简述组织工程的原理,并举例说明在组织工程中运用数字化制造技术的优势。组织工程基本原