Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis

Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Beichel, Reinhard R. (EDT)/ Sonka, Milan (EDT)
出品人:
页数:262
译者:
出版时间:2006-11-13
价格:USD 63.00
装帧:Paperback
isbn号码:9783540462576
丛书系列:
图书标签:
  • Computer Vision
  • Medical Image Analysis
  • Deep Learning
  • Image Processing
  • Artificial Intelligence
  • Biomedical Imaging
  • Diagnosis
  • Segmentation
  • Classification
  • Radiology
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具体描述

好的,这是一本名为《Advanced Biophotonics for Next-Generation Diagnostics》的图书的详细介绍。 --- 《Advanced Biophotonics for Next-Generation Diagnostics》 图书简介 在生物医学领域,对疾病的早期、精准诊断和实时监测的需求日益迫切。传统的诊断方法往往依赖于侵入性采样和耗时的实验室分析,限制了其在床旁(Point-of-Care, POC)和体内实时监测中的应用。《Advanced Biophotonics for Next-Generation Diagnostics》一书正是为应对这一挑战而生,它系统地阐述了生物光子学(Biophotonics)如何驱动下一代医疗诊断技术的革命性进步。 本书并非聚焦于计算机视觉或医学图像分析的传统算法应用,而是深入探讨了光与生物组织和分子相互作用的物理、化学和工程原理,并将其转化为高灵敏度、高特异性的新型诊断工具。本书强调从基础光学物理到先进光学系统集成,再到实际临床应用的全链条知识体系构建。 全书共分为六个主要部分,共计十八章,内容涵盖了从理论基础到前沿应用的广泛光谱。 --- 第一部分:生物光子学基础与分子相互作用(Foundations and Molecular Interactions) 本部分为读者奠定了理解先进诊断技术所需的坚实物理和生物学基础。 第一章:光与生物介质的相互作用物理学 (Physics of Light-Biological Media Interaction) 本章详细分析了光在散射和吸收介质中传播的机理。重点讨论了瑞利散射、米氏散射在不同组织类型(如血液、肿瘤组织、神经组织)中的表现差异。深入探讨了不同波长范围(从紫外到近红外)的光与蛋白质、核酸、细胞器等核心生物分子的吸收和荧光特性,为后续的信号获取和图像重建提供理论依据。 第二章:光谱学与分子指纹识别 (Spectroscopy and Molecular Fingerprinting) 本章聚焦于利用光谱技术进行定性和定量分析。内容包括拉曼光谱(Raman Spectroscopy)的基本原理、表面增强拉曼散射(SERS)技术在超灵敏检测中的应用,以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)在细胞代谢分析中的潜力。特别强调如何利用分子振动和电子能级跃迁的特征“指纹”来区分健康与病变状态的分子组分。 第三章:荧光生物学与成像探针设计 (Fluorescence Biology and Probe Design) 本章深入探讨了荧光团的特性、量子产率、斯托克斯位移及其在生物环境中的行为。着重讲解了如何设计和合成新型的光稳定、高信噪比的靶向荧光探针,包括小分子染料、量子点(QDs)以及光激活的分子探针,这些探针是实现高对比度生物成像的关键。 --- 第二部分:先进光场调控与传感 (Advanced Light Field Modulation and Sensing) 本部分将理论知识转化为可操作的先进光学系统设计。 第四章:光学相干断层扫描(OCT)的高级应用 (Advanced Applications of Optical Coherence Tomography) 本章超越了基础的结构成像,重点介绍了功能性OCT技术。详细阐述了多普勒OCT(D-OCT)在血流动力学监测中的原理与实践,以及偏振敏感OCT(PS-OCT)在评估组织各向异性结构,如胶原纤维排列和神经髓鞘完整性方面的能力。 第五章:瞬态吸收光谱与超快动力学 (Transient Absorption Spectroscopy and Ultrafast Dynamics) 本章探讨了利用皮秒和飞秒激光技术来捕捉快速发生的生物化学过程。内容包括光化学反应的实时监测、酶促反应中间态的捕获,以及光驱动药物释放机制的研究,这对于理解光动力疗法(PDT)的效率至关重要。 第六章:光声成像(PAI)的工程与临床转化 (Photoacoustic Imaging: Engineering and Clinical Translation) 本章详细解析了光声效应的物理机制及其在深层组织成像中的优势。内容涵盖了激光脉冲源的选择、超声换能器的耦合技术,以及如何通过时间延迟和空间分辨来重建高对比度的血管网络和肿瘤氧饱和度图。 --- 第三部分:体内与活体诊断系统 (In Vivo and Living System Diagnostics) 本部分侧重于将光子学工具应用于复杂生物环境,实现真正的“活体”诊断。 第七章:内窥镜光子学与微创手术导航 (Endoscopic Photonics and Minimally Invasive Surgical Guidance) 本章关注如何将先进的光学探头小型化并集成到内窥镜系统中。讨论了基于荧光生命期成像(FLIM)的术中组织边界识别技术,以及使用宽带光谱分析进行快速组织分类,以辅助外科医生实现“即时病理学”诊断。 第八章:光遗传学与神经科学中的工具光子学 (Optogenetics and Tool Photonics in Neuroscience) 本章探讨了光子学在神经信号记录和调控中的尖端应用。内容集中于新型光敏通道蛋白的工程化,以及如何使用光纤或微透镜阵列进行高精度、高时空分辨率的神经活动成像和操作,以揭示复杂的神经回路功能。 第九章:实时血糖与生物标志物传感 (Real-time Glucose and Biomarker Sensing) 本章讨论了开发非侵入性或微创性传感器以连续监测关键生理指标的努力。重点分析了利用近红外光谱(NIRS)进行组织氧合状态的无创监测,以及利用表面等离子体共振(SPR)技术在体外高灵敏度检测循环肿瘤细胞(CTCs)或微小核酸片段的策略。 --- 第四部分:信号处理与信息提取 (Signal Processing and Information Extraction) 本部分关注从复杂的生物光子学数据中提取可靠诊断信息的计算方法。 第十章:时间分辨测量与数据去噪 (Time-Resolved Measurements and Data Denoising) 本章深入探讨了应对生物组织中严重光子散射和背景干扰的信号处理技术。内容包括时间相关单光子计数(TCSPC)的数据分析,以及利用先进的滤波算法和逆问题求解方法来重建高质量的三维图像。 第十一章:多模态数据融合与诊断整合 (Multimodal Data Fusion and Diagnostic Integration) 本章探讨了如何将来自不同光子学模态(如结构成像与功能成像)或与其他模式(如电生理、MRI)的数据进行空间和时间对齐。重点介绍基于概率模型的融合框架,以提升诊断的鲁棒性和准确性。 第十二章:高维光谱数据的降维与分类 (Dimensionality Reduction and Classification of High-Dimensional Spectral Data) 针对拉曼、FTIR等产生的高维光谱数据,本章教授主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)以及深度学习在特征提取中的应用,旨在快速区分复杂病理状态下的细微光谱差异。 --- 第五部分:新型光子学平台与工程化 (Emerging Photonics Platforms and Engineering) 本部分聚焦于推动下一代诊断系统工程化的前沿技术。 第十三章:微纳光子学器件与片上系统 (Micro/Nanophotonics Devices and Systems-on-Chip) 本章探讨了将复杂的实验室光学系统集成到芯片级平台上的挑战与机遇。内容包括利用硅光子学(Silicon Photonics)构建高集成度的光谱分析仪,以及利用微流控技术与光捕获技术相结合的细胞分选平台。 第十四章:散斑成像与非线性光学 (Speckle Imaging and Nonlinear Optics) 本章介绍了利用激光散斑对比度分析(LSCI)进行高分辨率血流成像的方法。此外,还深入讲解了双光子激发荧光(Two-Photon Excitation Fluorescence, TPEF)在实现深层高分辨率成像中的优势,及其在活体组织中减少光损伤的潜力。 第十五章:新型光源与探测器技术 (Novel Light Sources and Detector Technologies) 本章讨论了诊断系统性能提升的关键硬件。重点分析了超连续谱光源(Supercontinuum Sources)、可调谐激光器在宽谱扫描中的应用,以及基于单光子雪崩二极管(SPAD)的低噪声、高时间分辨率探测器阵列。 --- 第六部分:临床转化与未来展望 (Clinical Translation and Future Perspectives) 本部分着眼于生物光子学技术从实验室走向临床实践的实际路径。 第十六章:生物光子学在癌症早筛中的应用 (Biophotonics in Early Cancer Screening) 本章通过具体案例分析,展示了光纤光谱和生物荧光成像技术如何应用于高危人群的早期癌前病变筛查,例如食道、肺部和皮肤癌的检测流程优化。 第十七章:感染性疾病的快速光子学诊断 (Rapid Photonic Diagnostics for Infectious Diseases) 本章聚焦于利用光声或拉曼技术构建高通量、快速的病原体或耐药基因检测平台,以应对突发公共卫生事件的需求。 第十八章:监管、可穿戴设备与伦理考量 (Regulation, Wearable Devices, and Ethical Considerations) 本章讨论了将生物光子学设备推向市场的法规流程(如FDA/CE认证),以及如何将先进的传感技术小型化并集成到可穿戴或植入式设备中,并对相关数据隐私和伦理问题进行探讨。 --- 《Advanced Biophotonics for Next-Generation Diagnostics》是一本面向研究生、研究人员、生物医学工程师以及临床医师的综合性参考书。它不仅提供了扎实的理论基础,更通过对前沿工程实现的细致描述,为读者构建了迈向下一代精准、实时诊断工具开发和应用的坚实桥梁。本书的独特之处在于其对物理原理的深度挖掘和对实际系统集成的强调,确保读者能掌握从光子到临床洞察的完整知识链。

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这本《Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis》的出现,无疑是给所有对医学影像分析领域抱有兴趣的学子和研究人员吃下了一颗定心丸。我作为一个刚刚踏入这个交叉学科的PhD,在搜寻相关书籍时,被市面上琳琅满目的教材和专著弄得眼花缭乱,许多书籍要么过于理论化,让人望而却步;要么过于工程化,忽略了深层原理的讲解。而这本书,从它的书名就能感受到一种恰到好处的平衡感。它承诺将计算机视觉这一强大的工具,巧妙地应用于医学影像的复杂世界。 我非常期待这本书能够清晰地梳理出计算机视觉在医学影像分析中的核心技术和最新进展。例如,在图像分割方面,我希望看到书中详细介绍诸如U-Net、Mask R-CNN等深度学习模型如何被应用于肿瘤、器官等结构的精准识别;在图像配准方面,我也希望能了解到如何利用SIFT、ORB等特征匹配算法,或者更前沿的基于深度学习的配准方法,来解决多模态、跨时间点影像的对齐难题。更重要的是,我希望书中不仅会罗列这些技术,还能深入剖析其背后的数学原理和算法逻辑,并辅以生动的医学案例,让读者能够真正理解“为什么”以及“如何”运用这些技术。

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坦白说,选择一本适合自己水平的书籍,尤其是在一个快速发展的交叉学科领域,着实不易。《Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis》这本书的标题,恰好点出了我的困惑所在。我并非医学背景出身,但由于工作需要,需要理解和应用计算机视觉技术来处理医学影像数据。因此,我迫切需要一本既能讲解计算机视觉理论,又能将其与医学影像分析紧密结合的书籍。 我期望这本书能够成为我学习旅程中的一位良师益友。在理论层面,我希望它能清晰地介绍计算机视觉的核心概念,例如图像的表示、特征提取、目标检测、图像分割、以及模式识别等,并用易于理解的方式解释这些概念在医学影像分析中的独特挑战和应用。在实践层面,我希望能看到书中提供一些具体的算法实现思路,甚至是伪代码或链接到开源项目,以帮助我将理论知识转化为实际操作。此外,我特别希望这本书能涵盖一些经典的医学影像数据集和评估指标,让我能够更好地理解和衡量算法的性能,并为我的研究项目提供参考。

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《Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis》这本书的标题本身就激起了我强烈的好奇心。作为一名医疗影像的临床医生,我每天都在与各种各样的医学影像打交道,深知其在诊断、治疗规划乃至预后评估中的关键作用。然而,我们也时常面临着影像数据量巨大、细节难以捕捉、主观性强等挑战。计算机视觉技术的引入,无疑为我们带来了革新的可能。 我特别关注书中关于如何将这些先进的计算机视觉技术转化为实际临床应用的讨论。例如,在疾病早期筛查方面,这本书能否提供关于如何利用深度学习模型自动检测X光片、CT、MRI中的微小病灶,从而提高诊断效率和准确性的指导?在手术导航和机器人辅助手术领域,这本书是否会探讨如何利用计算机视觉技术进行实时的三维重建、器械跟踪和路径规划?我还希望书中能涉及如何处理医学影像中的噪声、伪影以及数据不平衡等实际问题,并提供切实可行的解决方案,让计算机视觉技术真正落地,惠及患者。

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我是在一次学术研讨会上偶然听闻《Computer Vision Approaches to Medical Image Analysis》这本书的。当时,几位业内专家在谈论计算机视觉在医学影像领域带来的颠覆性变革,其中就提到了这本书。作为一名计算机科学的研究生,我的研究方向正是深度学习在图像分析中的应用,而医学影像又是其中一个极具挑战性且意义重大的领域。 我非常期待这本书能够提供一个全面且深入的视角,让我了解计算机视觉技术如何被巧妙地集成到医学影像分析的整个流程中。具体来说,我希望能看到书中对图像预处理技术(如去噪、增强、归一化)的详细阐述,以及如何利用这些技术为后续的分析奠定基础。此外,在特征提取方面,我期望书中能涵盖从传统的纹理、形状特征到现代深度学习模型自动学习特征的演变过程,并对比分析它们的优劣。最令我兴奋的是,我希望这本书能引领我探索一些前沿的计算机视觉在医学影像中的应用,例如,三维影像分析、多模态影像融合、以及可解释性AI在医学诊断中的应用,这些都是我近期非常感兴趣的研究方向。

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这本书的出版,对于我这样一个在生物医学工程领域进行博士后研究的学者来说,绝对是一个振奋人心的消息。我的研究一直致力于利用先进的图像分析技术来理解复杂的生物过程,而医学影像恰恰提供了观察这些过程的窗口。计算机视觉的强大能力,特别是近年来深度学习的飞速发展,为医学影像分析带来了前所未有的机遇。 我非常渴望这本书能够系统地阐述计算机视觉在各种医学影像模态(如X射线、CT、MRI、PET、超声等)中的应用。我希望能深入了解如何利用计算机视觉技术来量化生物标志物,例如测量肿瘤的大小、形状、纹理特征,或者分析神经退行性疾病中脑结构的改变。此外,我也对书中可能探讨的影像组学(Radiomics)和影像基因组学(Radiogenomics)方面的内容充满期待,这些新兴领域正是将影像信息与基因组学数据相结合,以实现更精准的诊断和预后预测。最后,我希望这本书能够引领我思考如何设计更鲁棒、更泛化的计算机视觉模型,以应对医学影像数据的多样性和不确定性,并为开发下一代智能医疗诊断系统贡献力量。

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