采用空间分辨漫反射测定胃组织光学特性

研究了人正常胃黏膜及黏膜下层组织对488 nm,514.5 nm,532 nm,630 nm和632.8 nm的激光的光学特性及其差异,实验采用空间分辨反射光和CCD探测器以及非线性拟合确定组织光学特性。结果表明,人正常胃黏膜及黏膜下层组织对五个波长的激光的吸收系数、约化散射系数、光学穿透深度、漫射系数、漫反射率和漫反射率的位移都是随着激光波长的变化而变化的。其吸收系数的最大值在532 nm,其值为0.482 mm-1,最小值在632.8 nm,其值为0.224 mm-1,最大差异在532 nm和632.8 nm之间,其值为115%,最小差异在488 nm和532 nm之间,其值为1.90%。其约化散射系数的最大值在488 nm,其值为5.93 mm-1,最小值在632.8 nm,其值为3.87 mm-1,最大差异在488 nm和632.8 nm之间,其值为53.2%,最小差异在514.5 nm和532 nm之间,其值为3.25%。其光学穿透深度的最大值在632.8 nm,其值为0.612 mm,最小值在488 nm,其值为0.341 mm。其漫射系数的最大值在632.8 nm,其值为0.084 mm,最小值在488 nm,其值为0.055 mm。其漫反射率的最大值在630 nm,其值为0.356,最小值在532 nm,其值为0.271。其Δx的最大值在632.8 nm,其值为0.153 mm,最小值在488 nm,其值为0.100 mm。可见,人正常胃黏膜/黏膜下层组织对五个波长的激光的光学特性参数存在明显的差异。     

哺乳动物组织体光学漫反射特性测量

我们设计并实现了哺乳动物组织学漫反射特性的测量，分别测定了猪肉和牛肉离体组织的后向散射反射率和侧向漫反射率，获得了令人满意的结果。     

光源附近组织的空间分辨漫反射研究

P3 近似理论可以描述光源附近约1个输运平均自由程(MFP)内组织的漫反射光分布,这个区域的光分布与组织的散射相函数有关。利用P3 近似理论研究了组合相函数的结构因子α对光源附近组织的漫反射光分布的影响。研究表明:在输运平均自由程不变条件下,各向异性因子的变化不引起漫射近似适用区域光分布的改变,但对光源附近约1个输运平均自由程附近的光分布有很大影响;α对漫反射率的影响远大于相函数的高阶矩对漫反射率的影响。研究结果对于使用内窥方式或对表层组织进行活体检测的空间分辨漫反射测量技术具有实际意义。     

光源附近组织的空问分辨漫反射研究

P3近似理论可以描述光源附近约1个输运平均自由程(MFP)内组织的漫反射光分布，这个区域的光分布与组织的散射相函数有关。利用P3近似理论研究了组合相函数的结构因子α对光源附近组织的漫反射光分布的影响。研究表明：在输运平均自由程不变条件下，各向异性因子的变化不引起漫射近似适用区域光分布的改变，但对光源附近约1个输运平均自由程附近的光分布有很大影响；α对漫反射率的影响远大于相函数的高阶矩对漫反射率的影响。研究结果对于使用内窥方式或对表层组织进行活体检测的空间分辨漫反射测量技术具有实际意义。     

超快时间分辨漫反射法组织光学特性的测量

本文简要介绍一种以时域中的漫射理论为基础，应用超快技术测量漫反射度曲线Ｒ（ρ，ｔ）获得组织吸收系数μ２和传输散射系数μ＇５的方法，该法可望在临床上无损、快速、实时地测量活体组织光学特性，将具有广泛的应用前景。     

组织的特征长度微距空间分辨漫反射

从辐射传输理论的相似天系出发,根据P1近似和P3近似满足的一阶和三阶相似关系,引入了特征长度的参量。利用半无限介质的空间分辨漫反射的P3的近似解,对光源附近组织的空间分辨漫反射与特征长度之间的关系进行了研究。研究表明．当需要在光源附近对组织进行测量时,最近的距离与描述该组织的特征长度有天,根据组织的特征长度可以确定探测器的大致宽度,并结合实际光纤直径估计测量光纤的数目。     

生物组织中高阶光学参量对空间分辨漫反射的影响

采用Monte Carlo方法,研究了生物组织的二阶和三阶光学参量对空间分辨漫反射率R（ρ）的影响。当光源与探测器间距离ρ为几个输运平均自由程l1时,漫射近似理论不再适用,R（ρ）与散射相函数的高阶Legendre矩有关。研究表明：二阶光学参量γ对R（ρ）的影响范围约为5l1,在0．6l1〈ρ〈5l1范围内,R（ρ）随γ减小而降低;三阶光学参量δ对R（ρ）的影响范围约为2l1在0．3l1〈ρ〈2l1内,R（ρ）随占增加而降低;并且当不满足△δ〈△γ的条件时,δ对R（ρ）的影响会补偿γ的影响,使R（ρ）与γ的关系变得无规律。     

组织光学特性的时间分辨蒙特卡罗仿真研究

组织的反射、透射和散射光检测都包含着组织的内部信息,可发展成为无损检测以及癌症早期诊断的重要手段,有着极为重要的意义。时间分辨蒙特卡罗模型能够预测组织的时间分布光学特性,具有精度高、灵活性强的优点,能适用于多种组织。但传统的蒙特卡罗模型中采用的Henyey-Greenstein(HG)相函数存在一些问题。介绍了基于米氏理论的米氏相函数。利用几种相函数进行时间分辨蒙特卡罗仿真并与实验结果进行对比。结果表明,米氏相函数比HG相函数更能真实地体现人体组织的漫反射特性,但由于米氏相函数与组织的散射颗粒尺寸相关,而组织的散射颗粒大小不一,针对不同的组织有不同的颗粒分布模型,因此应用于具体模型时散射颗粒模型的选择会有一些困难。     

生物组织光学特性参量的图像测量研究

为了测量生物组织的光学特性参量,采用CCD漫反射法和透射法,通过分析CCD摄取的待测样品表面的漫反射光分布图像,利用漫射近似理论,实现了漫反射法对生物组织模拟液(intralipid-20%稀释液)、牛肌肉、猪肌肉和鸡胸肉光学特性参量的测量,获得了样品的吸收系数和有效散射系数;测量了不同浓度生物组织模拟液的透射光强度,根据Beer-Lambert定律,实现了透射法对光学特性参量的测量,获得了样品的散射系数,进而得到了有效散射系数;并将漫反射法和透射法对同种样品光学特性参量的测量结果以及他人的测量结果进行了比较。结果表明,漫反射法和透射法的测量结果有很好的吻合性,测量生物组织光学特性参量采用的CCD测量装置和处理方法具有较高的精度。     

利用深度探测函数研究双层介质的空间分辨漫反射率

提出了一种研究双层介质空间分辨漫反射率的理论模型。考虑到不同深度分布的光子对探测信号的贡献不同,引入深度探测函数a(z,p),用其描述探测光子与散射介质空间面的相互作用,进而提出了一种研究双层散射介质空间分辨漫反射率的理论方法。给出了双层散射介质的空间分辨漫反射率的理论分析结果,并与Monte Carlo模拟结果进行比较,结果表明两者符合得较好。     

双层组织模型中漫反射光与内层光学参数关系

研究了双层组织光学参数变化对组织表面漫反射情况的影响规律.采用一个简化的生物组织双层模型,利用Monte Carlo方法和实验进行了研究.结果表明表面漫反射光随内层吸收系数增加而减小,随内层散射系数增加而增强,特别是内层吸收系数或散射系数为小值时,表面漫反射光对内层吸收系数或散射系数的变化非常敏感.     

人体小肠经及周边非经络组织的光传输特性研究

采用无损检测实验方案,用808nm光波分别沿人体手臂小肠经脉线与旁开非经脉方向传播,测量皮肤表面漫射光辐出度,探究手太阳小肠经光传输特性,分析了不同时刻漫射光的衰减情况。结果表明,808nm光波沿小肠经脉方向和非经络方向传输时,光强度的衰减遵循指数衰减规律,但衰减程度存在明显的差异,这种差异性具有医学统计意义（P < 0.05）。不同时刻漫射光的衰减情况也不一样,在12:00时的小肠经上漫射光衰减明显快于其它时刻,与小肠经上气血运行时间相符。研究结果对于经络气血运行和人体经络的客观存在性有一定的参考价值。     

基于反射差分显微术的有机薄膜空间均一性研究

有机薄膜半导体器件在微电子和光电子领域具有重要的研究与应用价值,其成膜质量是影响器件性能的重要因素,如空间分布的均一性.采用反射差分显微测量方法,对各向异性基底上生长的并五苯薄膜的反射差分显微图像进行分析,研究了该薄膜参数空间分布的非均一性,同时展示了反射差分显微术在薄膜制备检测及工艺研究的应用价值.     

热作用致人前列腺增生组织的光穿透深度变化

为了研究热作用下人良性前列腺增生(BPH)组织对532nm,670nm,830nm和1064nm的光穿透深度的变化及其差异。采用了双积分球测量系统以及反向倍增法获取组织的光学特性。得到的实验结果为:在20℃~80℃的温度范围内,BPH组织对532nm,670nm,830nm和1064nm的光穿透深度都是随着激光波长的增大而增大,随着热作用温度的变化而改变的。随着热作用温度的升高,BPH组织对1064nm的光穿透深度的变化显著地较其对532nm,670nm,830nm的光穿透深度的变化都要大得多。其对532nm,670nm,830nm和1064nm的光穿透深度的最大值分别在50℃,50℃,50℃和70℃,其值分别为0.404mm,0.539mm,0.699mm和5.917mm;最小值分别在20℃,20℃,80℃和60℃,其值分别为0.251mm,0.449mm,0.621mm和1.542mm。该测量结果可为激光的光热治疗BPH提供一点有益的参考。     

高阶色散情况下光纤中基黑孤子传输特性的变分研究

本文从含修正项的非线性薛定谔方程出发,采用变分法,导出了光纤零色散附近高阶色散微扰影响下,基黑孤子脉冲参数随传输距离的演化方程组及其解析解。结果表明:高阶色散影响下,孤子脉宽比不存在高阶色散时加大,但振幅、频率、脉宽不随传输距离变化,因此基黑孤子能够保形传输,比明孤子具有更好的稳定性。     

热作用致良性前列腺增生组织对激光的光穿透深度变化的比较研究

【摘要】 目的 研究热作用下人良性前列腺增生(BPH)组织对532, 670, 830和1064 nm的激光的光学特性的变化及其差异。方法 实验采用双积分球测量系统以及反向倍增法获取BPH组织的光学特性。结果 在20℃到80℃的温度范围内,BPH组织对532, 670, 830和1064 nm的光学穿透深度都是随着激光波长的增大而增大的,其对532, 670, 830和1064 nm的光学穿透深度都是随着热作用温度的变化而改变的,随着热作用温度的升高,BPH组织对1064 nm的光学穿透深度的变化显著地较其对532, 670, 830 nm的光学穿透深度的变化都要大得多(P﹤0.05),其对532, 670, 830和1064 nm的光学穿透深度的最大值分别在50, 50, 50和70, 70℃,其值分别为(0.404±0.010), (0.539±0.014), (0.699±0.018)和(5.917±0.148) mm,最小值分别在20, 20, 80和60℃,其值分别为(0.251±0.006), (0.449±0.011), (0.621±0.016)和(1.542±0.039) mm。结论 热作用下BPH组织对不同波长的激光的光学穿透深度的变化的测量结果可为的激光的光热治疗BPH提供一点有益的参考数据。     

类明孤子脉冲在单模光纤中传输特性的变分研究

应用变分法,研究了三阶色散对类明孤子脉冲在单模光纤中的传输特性,导出了类明孤子脉冲参数的演化方程组。     

三阶色散对高斯脉冲在单模光纤中非线性传输特性的影响

应用变分法，研究了三阶色散对高斯脉冲在单模光纤中的非线性传输特性的影响，导出了高斯脉冲参数的演化方程组。在此基础上，讨论了三阶色散和初始啁啾对脉冲宽度的影响。     

厄米-高斯型短脉冲在光纤中传输特性的变分研究

本文首先提出了含有位置和频率参量的啁啾厄米 -高斯函数 ,然后从非线性薛定谔方程出发 ,用变分法研究了厄米 -高斯型短脉冲在光纤中的传输特性 ,导出了脉冲各参量在光纤中演化的一级近似耦合微分方程组。