激光在生物组织中传输特性的研究

解析理论认为 ,作为电磁波的光在组织中传播行为属于光 与组织相互作用问题 ,在不考虑吸收的情况下 ,理论上由麦克斯Ｍａｒｗｅｌｌ方程组及组织体的电磁性质 ξ、μ或折射率 ,加上边界条件唯一地确定 :即在所给定的条件下求解ｍａｒｗｅｌｌ方程 ,以得到电矢量在空间中和时间     

面光源照射下生物组织中光传输规律的计算机模拟

本文利用基于脉冲响应函数的MonteCarlo方法,模拟了了不同分布的面光源照射条件下,生物组织中不同层面上的二维光场分布,分析了透射深度与入射光源分布对组织中光分布特点的影响,说明该模拟方法计算效率高且统计稳定性好,同时讲座了不同情况下,脉冲响应函数模拟量与光源离散量的选取原则。     

生物组织光学特性参数的测量方法研究

为了进一步定量分析激光对生物组织的物理剂量问题,为医疗、军事等领域的相关研究提供理论依据,需要对生物组织光学特性参数进行准确的测量.为此,系统地综述了目前国内外测定生物组织光学特性参数的主流技术和方法,总结了各个方法的适用范围并将相关方法的优势与缺点进行了横向和纵向的对比分析.回顾了大多数仿真及实验的理论基础,同时对该...     

激光辐照下生物组织内光分布理论模型

光热、光化及光机械等多种激光-生物组织相互作用研究的基础都是对激光辐照下生物组织内部光分布的准确描述,而准确描述组织内部光分布的有效手段是采用各类数学模型及模拟方法.主要概述了目前国内外描述组织内部光分布的主要理论、研究模型及定量分析方法,对各方法模型的适用范围、优势及局限等进行了横向对比分析,同时对大多数仿真及实验的...     

面光源在皮肤组织中传输的蒙特卡罗模拟计算

光在生物组织中的传输可用蒙特卡罗模拟来计算,但多数局限于对线光源垂直入射的模拟。在实际的使用中,入射光源的形状、大小、光强分布和会聚情况对生物组织内的光传输均有影响。本文以最简单的强度均匀分布的圆形面光源（平圆光源）和实际使用中最具代表性的强度成高斯分布的面光源（高斯光源）为例,讨论光束的大小,强度分布和聚焦情况对生物组织内光能量分布的影响。     

光与生物组织相互作用模型及图像重建

为了得以能用于诊断的光学图像，人们在不断研究图像的重建过程以及求解其反演问题，该问题基于这样一种假设：给出组织表面测量获得的一系列点出射光的分布，组织内部存在唯一的三维散射与吸收分布与其对应。因此，图像的重建就成为应用适当的光子传输模型求解其反演问题。为此发展了各种模式及图像重建方法。讨论了现仍存在的一些需要克服的问题。     

用Monte Carlo方法模拟光在双层生物组织中的传播

利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法模拟了光在两层具有不同光学参数的组织中的传输。详细讨论了组织间的吸收系数、有效散射系数和各向异性因子ｇ的差异对漫反射率、漫透射率和光强的纵向分布的影响，分析了光强分布变化的原因     

有限宽光束在生物组织中的传播

用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法讨论了有限宽光束在生物组织中的传播,模拟了当无限细光束入射、高斯光束及平面圆光束入射到生物组织时的漫反射率及漫透射率等。模拟了有限宽光束在多层生物组织中的传播。     

小功率LED光源封装光学结构的Monte Carlo模拟及实验分析

采用MonteCarlo方法对不同光学封装结构的LED进行模拟,建立了小功率LED的仿真模型,应用空间二次曲面方程描述LED的封装结构,对其光强分布进行模拟和统计.通过测量实际样品,并与模拟结果进行比较和分析,表明计算机模拟值与实验测量值比较吻合.     

光学相干层析成像技术确定组织光学特性

光学相干层析成像(OCT)是近年来发展较快的一种新型成像技术,能对生物组织内部的微观结构进行高分辨率的横断面层析成像,具有快速、非侵入及高分辨率等特点,在体生物组织微观结构分析和疾病诊断等方面具有重要的应用价值.综述了采用光学相干层析成像技术确定生物组织光学特性的研究.     

用蒙特卡罗法研究面光源在血液中的传播

用蒙特卡罗法模拟了光斑半径为0.1cm的633nm激光光源的玻璃-血液=玻璃3层样品结构中的传播，详细地讨论了漫反射率和总透过率与血液厚度的关系以及不同厚度血液其漫反射和总透过的径向强度分布。结果表明：血液的漫反射率很小且厚度达到0.08cm后，漫反射率就基本稳定；总透过率随血液厚度的增大而减小，当血液厚度达到0.10cm后，血液就基本不透光了；漫反射和总透过的径向强度主要分布的高斯光斑范围内。     

一类新型平顶光束的传输特性研究

利用Li近期提出的平顶光束新模型,分别推导出柱坐标系下平顶光束的M^2因子和通过傍轴ABCD光学系统传输后光场分布的解析公式。以透镜系统为例。给出了柱坐标系下平顶光束聚焦场分布的解析表达式．并对平顶光束的聚焦特性进行了详细分析。研究表明,平顶光束的M^2因子仅由其阶数M确定,其聚焦特性与阶数M以及系统的菲涅尔数N等有关。     

人体脂肪和肌肉组织光学特性的活体检测

本文首先通过使用3层组织模型的蒙特卡罗模拟计算分析了各层组织的光学特性对表面反射光时间分辨信号的影响,提出了由表面反射光时间分辨波形推算各层组织光学特性的基本思路,其次,利用ps和时间扫描旬系统实际测试了前臂及大腿处的反射光时间分辨信号,进而确定了活体状态下的人体脂肪和肌肉组织的光学特性。     

表面照射下激光与生物组织的光热作用分析

建立了表面照射下激光与生物组织光热作用的二维变物性数学模型,采用Monte Carlo模拟方法数值求解了表面照射下组织内激光能量的分布,进而采用有限差分方法数值求解Pennes生物传热方程得到了组织内的温度分布。计算结果表明：假设组织热物性为常数,将高估组织的温升;假设激光能量在组织内按指数规律衰减,计算得到的光束范围内的组织温升高于采用Monte Carlo方法的模拟结果;在功率相同的情况下,光束半径越大,光束范围内组织的温升越小,径向温升区域越大。     

激光诱导间质肿瘤热疗中激光能量在生物组织内传输规律的分析

采用蒙特卡罗模拟方法数值求解了不同波长(1064nm和850nm)时的激光诱导间质肿瘤热疗(LITT)中激光能量分别在人体的肝组织和前列腺组织内的传输，分析了影响激光能量空间分布的主要因素。穿透深度是影响激光能量在半径方向上分布区域的重要参数；在轴线方向上，穿透深度和激光加入头有效发射长度都对激光能量分布区域的大小有重要影响。