生物组织等效散射颗粒模型及其对光传输的影响

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1、硕士论文生物组织等效散射颗粒模型及其对光传精的影响摘要光学技术已在医学领域获得曰益广泛的应用并业已形成一门新兴的学科——组织光学。生物组织光传输模型作为组织组织光学基础性问题却一直没有得到很好地解决。本文正是针对这一长期存在的难题开展探索性研究，以期为疾病无创诊疗、辐射剂量等提供更准确实用的理论指导。论文从生物组织的结构特点出发，提出描述生物组织光散射特性的等效散射颗粒模型。在该模型中，我们将生物组织中的散射体等效为不同尺寸的球形颗粒或椭球型颗粒，并用经典的Mie散射理论描述其散射特性。与现有的模型相比，可以更加精确地反映组织中敖射体的尺度分布以及光学

2、参数差异对光散射的影响。通过大量数值计算详细分析了该影响并给出了单散射体、集群散射体的Mie相函数的数值计算结果。该结果能够合理解释HG相函数所不能描述的生物组织后向散射光增强的实验现象。基于等效散射颗粒模型，编制了MonteCarlo程序用于模拟板状生物组织中的光传输特性。利用该程序详细讨论了散射系数、吸收系数以及散射体大小等对生物组织内光传输特性的影响。最后，我们进一步发展了MonteCarlo模型，用于生物组织中光偏振特性的模拟研究，并且数值模拟了自然光和左旋圆偏光入射生物组织时光偏振特性变化过程。研究结果表明，以生物组织等效散射颗粒模型为基础的

3、MonteCarlo模型可更加准确地描述生物组织内的光传输过程，同时又为处理生物组织光传输过程中偏振特性的问题提供了有效理论工具，为完善生物组织光传输理论作出了有益的尝试。关键词：生物组织，等效散射颗粒，Mie散射，偏振特性，MonteCarlo方法硕士论文生物组织等效傲射颗粒模型及其对光传精的影响AbstractAstheopticstechnologyiswidelyusedinbiomedicine，anewcrossingdisciplinenamedtissueoptiCShasshaped．Howtodescribetheprocessof

4、thelightpropagatingintissuehash’tbeenwellresolved．Sometasteresearchonthisproblemiscarriedoutforthepurposeofgivingmoreaccufateguidanceinbiomedicine．Basedonthecharacteroftissuestructure．equivalentscatteringparticlemodeliSpresentedduringthestudywhichisusedtodescribethescatteringint

5、issue．Wetakethescarersintissueassphericalorellipsoidalparticleswithdifferentsizesandopticalproperty,AndthescatteringpropertyoftheequivalentscatteringparticleisdiscussedwithMietheory．Comparedwiththemodelsinexistence，ittakesmoreconsiderationoftheinfluencecausedbythedifferenceinsiz

6、eandopticalpropertiesofscatters．Afteragreatdealofcomputation，theMiephasefunctionsofthesingleparticleorpolydisperseparticlesaregivenhereinnumericalexpression．Thesefunctionsprovideasoundexplanationfortheexperimentalphenomenaabouttheincreaseofbackscatteringlightfromtissue，whichcan’

7、tbewellexplainedbyHGphasefunction．LightpropagationinlambtissueissimulatedfurthermorebyMonteCarlomethodbasingontheequivalentscatteringparticlemodel．Andtheinfluenceofthescatteringcoefficient，absorptioncoefficientandsizeofscattersintissueonpropagationoflightintissueiSstudiedindetai

8、l．Inaddition，theresearchonmetheoryaboutthepolar