生物组织光学特性参数无损测量的模拟研究

生物组织的吸收系数和散射系数决定了组织表面的漫射光分布,但其理论关系式由于推导过程的近似及假设的边界条件不同,有几种不同的表示形式。为确定哪种表达形式更能精确地描述实际问题,本文给出了一种通过 Monte Carlo模拟进行校验的方法,确定了不同表达式的精确度,为进一步进行生物组织光学特性参数的无损测量打好基础。

两层生物组织光学特性参数无损测量的模拟研究

生物组织的光学特性参数是与疾病的无损光诊断有关的重要的光学参数 ,一般的测量所应用的模型是假设生物组织为半无限厚的均匀结构。为了更能反映生物组织的真实特性 ,本文应用两层结构模型 ,即假设第一层为有限厚的均匀组织 ,第二层为半无限厚 ,由漫射方程经过傅立叶变换得到传输方程的漫射解。为检验漫射解的准确性 ,将漫射解的表面漫射光分布与MonteCarlo模拟结果进行了比较 ,结果表明两者符合得很好。为了研究由漫射解是否可以获得两层组织的光学特性参数 ,将漫射解与MonteCarlo模拟数据进行了非线性拟合 ,反演获得组织的光学特性参数 ,结果表明 ,由漫射解可以获得两层组织的有效散射系数和吸收系数。

生物组织光传播的理论研究

从光的传输理论出发 ,利用漫射近似方程 ,推导出当无限细脉冲光及连续光束垂直入射到生物组织表面时 ,生物组织表面漫反射光随空间及时间变化的解析表达式 .详细分析了组织光学特性参数与组织表面漫反射光分布之间的关系 。

由漫射图像测量生物组织的光学特性

为了获取生物组织的光学特性参量,采用CCD无损测量系统来获得生物组织的漫反射图像,通过数据分析获取组织表面的漫射光分布,首先对具有不同光学特性参量的组织模拟液进行测量,用实验所得数据训练神经网络,并用另一组实验数据对神经网络的有效性和精确度进行了验证,然后对牛肉、猪肉以及人体表皮组织在633nm光照下进行了测量,由经实验数据训练的神经网络反演获得生物组织的光学特性参量。结果表明,神经网络能够正确反演不同组织的光学特性参量,并具有较高的精度。

生物组织中光传输的随机行走模型

假设生物组织是均匀的各向同性的简立方晶格 ,光子在内部进行随机行走 ,得出组织表面光分布的解析表达式 ,然后考虑组织散射的各向异性 ,将结果进行修正 ,所得结果与漫射近似理论及蒙特卡罗模拟进行了比较 ,结果显示在距离光源比较近处 ,随机行走模型比漫射近似理论更接近蒙特卡罗模拟结果 ,由此反演所获得的光学参数也较精确 ,证明随机行走模型是一个较好的模型 .

基于CDIO的“大学物理及实验”课程教学改革探讨

分析了目前传统的普通物理与普通物理实验课程教学存在的问题,论文将国际化的CDIO工程教育模式理念引入到大学物理及实验课程的教学中,从培养目标与一体化课程、教学模式方面的改革进行了探讨.

生物组织对偏振光背向散射Mueller矩阵的分布

用 Stokes 矢量描述光的偏振状态,光学器件对光的作用,用相应的 Mueller 矩阵表示,根据散射介质的对称性,从理论上推导出了生物组织背向散射 Mueller 矩阵的分布,对球形粒子组成的散射介质,画出了各Mueller 矩阵元随方位角的分布图,与相应的实验结果进行了比较,结果表明,由球形散射粒子组成的不同粒子直径、不同浓度的散射介质,其背向散射 Mueller 矩阵的分布花样具有相似性,要区分各散射介质中散射粒子的大小、浓度等特征,必须细致的研究散射介质背向散射 Mueller 矩阵分布花样强度随径向的变化.

生物组织光学特性参数测量原理及设计

从光的传输理论出发 ,利用漫射近似方程 ,推导出当无限细脉冲光及连续光束垂直入射到生物组织表面时 ,生物组织表面漫反射光随空间及时间变化的解析表达式 .由此表达式出发 ,设计了一套实验装置 ,分析了生物组织光学特性参数的测量方法 ,以及如何对实验数据进行处理 .

He-Ne激光照射下生物组织光学特性参数的测量

生物组织在He-Ne激光照射下,通过测量组织表面的漫射光分布,利用漫射近似所得到的解析表达式,反演其光学特性参数,可实现光学特性参数的无损测量;通过对牛肌肉、猪肉和鸡肉生物组织的测量,获得了这些组织的吸收系数和有效散射系数。

普通物理课程中一道力学选择题的教学讨论

针对普通物理的一道摩擦力对斜面上物体做功的力学选择题,从简单到一般分别进行了讨论,分析发现如果不考虑物体垂直斜面方向的运动,在斜面的高度和水平长度均相同的情况下,只要斜面与物体间的摩擦因数相同,无论斜面是直的还是凹下或是凸起,摩擦力所做功都是相同的.如果考虑物体垂直斜面方向的运动,摩擦力对凸起斜面上的物体所做的功小于摩擦力对直斜面上物体所做的功,摩擦力对凹下斜面上的物体所做的功大于摩擦力对直斜面上物体所做的功。同时选择特殊情况对有关的微分、积分方程进行了求解,利用计算机作图技术对微分方程的求解结果分别不同情况、不同的摩擦系数进行了讨论,发现微分方程求解的结果中有些是与物理事实不符,分析了其中的原因。

连续光在生物组织中能流率分布的漫射近似和模拟

分析了半无限大介质漫射近似不同边界条件的镜像光源结构 ,用镜像光源的方法给出了连续光入射时稳态能流率分布的漫射近似表达式 ,并用MonteCarlo方法对能流率分布进行模拟 ,分析了两种模型能流率分布的特点及其形成的机理 ;用MonteCarlo模拟结果检验了能流率分布漫射近似的精度 ,结果表明 :漫射近似采用EBC边界条件的结果有较高的精度和计算较简单等优点 。

生物组织光学参数的离体和在体无损测量

利用漫反射无损测量装置对实际生物组织的光学性质进行了测量,同时对人体前臂进行了在体测量,利用漫射近似所得到的两个解析表达式,对实验数据进行非线性拟合得到了两组光学特性参数,与其它文献中的结果相比较,一方面证实了我们实验设计的可行性。

生物组织中的光分布研究

本文利用蒙特卡罗方法模拟了单层生物组织中光的传输与分布情况 ,给出了生物组织中的光子数分布随着 g因子、层厚 d、吸收系数以及散射系数的变化而变化的关系 。

光学相干层析成像系统的实验研究

用光纤迈克尔逊干涉仪方法 ,建立了一种相干门层析成像实验装置 ,并用该装置测量了金属丝样品在奶粉溶液和土豆片两种混沌介质的一维和二维成像信号 ,给出了由 OCT信号重建的灰度图 .并对系统性能和结果做了分析 .

用CCD测量生物组织的漫反射率和透射率

介绍CCD实验装置和用C语言开发的CCD图像分析系统 ,测量和分析了新鲜猪脂肪和猪肌肉空间分辨的漫反射率和透射率 ,将测量结果与MonteCarlo模拟结果以及基于漫射理论的两个模型的结果相比较 ,结果表明在距离光束中心 12mm的范围内理论结果与实验结果符合得较好。结论是用CCD测量装置以及作者所开发的图像分析系统可以用于测定生物组织的漫反射率和透射率 ,这项测量为生物组织光学参数的无损和快速测量提供了实验依据。

多层生物组织中的光分布研究

利用蒙特卡罗方法模拟了五层皮肤组织中光的传输和分布情况 .将准直的高斯光束和平圆光束垂直入射于皮肤组织表面 ,得到了径向分辨的漫反射率 R(r)和漫透过率 T(r)、角向分辨的 R和 T随着角度α(光子出射方向和组织表面法向的夹角 )的一维变化关系 .也得到了吸收能量密度 A和组织内光能流率 F随组织厚度 z和 r的二维变化关系 。

用Monte Carlo方法重建OCT图像

采用MonteCarlo模拟成像过程的方法对图像进行恢复 ,成像所需点扩散函数通过MonteCarlo模拟光在生物组织中的传播获得 .对获得的原始猪肉组织图像进行了恢复处理 ,重建后图像的横向分辨率有显著提高 .

多光束点光源干涉的研究

运用光的干涉理论 ,分别讨论了点光源在平板厚度不均匀情况下的光强分布、条纹及特征 ,分析了多光束干涉对光强分布和条纹的影响 ,并推导出测量平板楔角的一种新方法 .

Z曲线的理论研究(英文)

DNA序列与正四面体(RT)中的映象点(D格点)具有对应关系.一系列D格点形成晶格(D 晶格).D晶格证明是面心立方晶格,并揭示了D格点的空间分布规律.在此基础上得到Z曲线的一些特性, 如Z曲线束具有S4群的对称性,Z曲线均在最大正四面体的内切球内等等.

银屑病伴局限性硬皮病1例

患者男,39岁.20年前确诊为银屑病,曾先后服用过多种中草药及白血宁、乙双吗啉、双酮嗪,注射过转移因子等药物.