生物醫(yī)學(xué)光子學(xué) 教學(xué)大綱

第頁(yè)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：010622Z10課程名稱(chēng)（中/英文）：生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)/BiomedicalPhotonics課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)教育課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：無(wú)適用專(zhuān)業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程、生命科學(xué)專(zhuān)業(yè)教材、教學(xué)參考書(shū)：徐可欣,高峰,趙會(huì)娟.生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)，北京：科學(xué)出版社，2011.亞里夫,耶赫（著）,陳鶴鳴,施偉華等（譯）,光子學(xué)—現(xiàn)代通信光電子學(xué)，北京：電子工業(yè)出版社，2009.MarekS.Wartak(著)，吳宗森,吳小山（譯），計(jì)算光子學(xué)，北京：科學(xué)出版社，2015.二、課程設(shè)置的目的意義本課程為生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)選修課，屬于專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案一般課程。本課程側(cè)重理論分析，從光和生物組織體相互作用的基本現(xiàn)象入手，系統(tǒng)、深入地介紹了所涉及的基本概念、基本原理和方法，通過(guò)介紹生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)中重要的應(yīng)用實(shí)例，提供了一個(gè)關(guān)于本學(xué)科知識(shí)和技術(shù)的簡(jiǎn)明的主線(xiàn)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能對(duì)組織光學(xué)的基本概念、基本原理和典型系統(tǒng)有較為深刻的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生具有生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)相關(guān)工作方案設(shè)計(jì)與實(shí)施的能力；具有利用常用生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)檢測(cè)設(shè)備采集數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)的能力，為今后設(shè)計(jì)生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)檢測(cè)儀器和從事光學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、課程的基本要求知識(shí)：掌握生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的概念和方法，了解其發(fā)展的方向；熟悉當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)常見(jiàn)的方法種類(lèi)，及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)；掌握常見(jiàn)的生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)成像方法的原理及其相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方法，以及設(shè)備要求。能力：具有生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)相關(guān)工作方案設(shè)計(jì)與實(shí)施的能力；具有利用常用生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)檢測(cè)設(shè)備采集數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)的能力，鍛煉圖像后續(xù)處理能力；在醫(yī)學(xué)與工學(xué)的交叉知識(shí)的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，深刻理解生物醫(yī)學(xué)的核心所在，提高分析、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力。素質(zhì)：通過(guò)課程中的分析討論培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)，同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)學(xué)會(huì)合作，提升具有良好的心理承受能力及科學(xué)的工作心。通過(guò)課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成不斷學(xué)習(xí)的意識(shí)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章緒論緒論；本課程內(nèi)容和安排22生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)概念用光子學(xué)實(shí)例引入本課程研究?jī)?nèi)容第2章光與生物組織體的相互作用光與生物組織體相互作用的基本形式；組織體對(duì)光的吸收效應(yīng)；組織體對(duì)光的散射效應(yīng)；組織體發(fā)光；光熱效應(yīng)和光聲效應(yīng)；光化學(xué)效應(yīng)44光與生物組織作用形式光在組織中的散射教學(xué)思路：通過(guò)實(shí)例引入光與組織相互作用；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上講授相結(jié)合第3章描述光在組織體中傳播的數(shù)學(xué)模型離散粒子統(tǒng)計(jì)模型：MC模擬；連續(xù)粒子模型：玻耳茲曼輻射傳輸方程；擴(kuò)散方程及其解；K-M模型；加-倍法44MC模擬和玻爾茲曼輻射傳輸方程擴(kuò)散方程的解教學(xué)思路：介紹演算數(shù)學(xué)模型；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上提問(wèn)相結(jié)合；第4章生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)中的測(cè)量技術(shù)光源；光電探測(cè)器；微弱光信號(hào)的電探測(cè)技術(shù)；生物組織光學(xué)參數(shù)的直接測(cè)量方法22光測(cè)量技術(shù)弱光信號(hào)檢測(cè)教學(xué)思路：通過(guò)案例引入光學(xué)測(cè)量?jī)x器；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上講授相結(jié)合；一般歸納和重點(diǎn)解析相結(jié)合第5章參數(shù)提取的定量數(shù)學(xué)方法常用的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法；X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)基本原理；擴(kuò)散光學(xué)層析理論；熒光擴(kuò)散層析技術(shù)44光擴(kuò)散層析原理光擴(kuò)散層析原理教學(xué)思路：通過(guò)圖像案例引入X線(xiàn)影像圖像；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上講授相結(jié)合；一般歸納和重點(diǎn)解析相結(jié)合第6章生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)在人體成分濃度檢測(cè)方面的應(yīng)用無(wú)創(chuàng)傷人體血糖濃度檢測(cè)；無(wú)創(chuàng)傷人體血氧檢測(cè)44人體血糖和血氧檢測(cè)血糖檢測(cè)教學(xué)思路：介紹演算數(shù)學(xué)模型；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上提問(wèn)相結(jié)合；第7章生物醫(yī)學(xué)光子成像技術(shù)DOT；熒光分子層析；OCT；光聲層析成像基本原理844常用光子學(xué)成像手段光聲層析成像教學(xué)思路：通過(guò)課外實(shí)踐深刻理解光聲層析成像原理；教學(xué)模式：課外實(shí)踐和課上講授相結(jié)合；第8章生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)其他研究熱點(diǎn)介紹激光掃描共聚焦顯微技術(shù)；光動(dòng)力療法；光鑷44生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)熱點(diǎn)激光共聚焦顯微技術(shù)教學(xué)思路：介紹光子學(xué)熱點(diǎn)；教學(xué)模式：課外自學(xué)和課上提問(wèn)相結(jié)合；五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求二維圓形掃描光學(xué)層析成像學(xué)習(xí)光學(xué)層析成像基本儀器設(shè)備，了解掃描過(guò)程，掌握后期數(shù)據(jù)處理4掌握光層析成像的原理及方法；進(jìn)行二維光學(xué)層析成像實(shí)驗(yàn)并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定本課程的考核分為平時(shí)考核（10%），期中考核（20%）、課程實(shí)踐（20%）和期末考核（50%）四部分，其中平時(shí)考核以課堂出勤、課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主進(jìn)行考核，期中和期末考核采用閉卷考試形式進(jìn)行考核。考核方式考核內(nèi)容成績(jī)比例（%）備注課