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基于Delta-P_1近似的生物组织光学模型

作　者: 王锐
导　师: 刘迎
学　校: 天津大学
专　业: 光学
关键词: 空间分辨漫反射 Delta-P1近似漫射近似 Monte Carlo模拟
分类号: R318.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 16次
引　用: 1次
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内容摘要

生物组织光学性质的测量在医学诊断和治疗中有着重要的应用。因此,利用空间分辨漫反射无损在体测量生物组织的光学特性参量,一直是生物组织光学的一个基本研究课题。在此,本论文研究了一个改进的Delta-P1近似模型,称为标准Delta-P1近似模型。首先,我们采用Delta相函数改造了辐射传输方程,由此得出稳态下能够更准确描述考虑光子前向散射特性的传输方程。并且,通过采用球谐函数法求解该方程,得到了半无限介质情况下的标准Delta-P1近似模型。其次,我们采用外推边界条件,分别得到了标准Delta-P1近似模型在单点源和双点源近似下的空间分辨漫反射解析解。基于此,我们将该模型与标准漫射近似模型、Delta-P1近似模型及Monte Carlo模拟结果进行了比较。研究结果表明,由标准Delta-P1近似模型得到的双点源近似漫反射解不仅可以更精确地描述空间分辨漫反射分布,而且其适用范围也更广泛,即可适用于对中、高反照率的小体积生物组织在光源附近的光辐射分布测量,且各向异性因子的范围为g ?0.95。最后,我们研究了基于双点源近似的标准Delta-P1近似漫反射解对于组织的吸收系数? a、有效散射系数?s?和相函数的二阶参量?的灵敏度。这项工作对于在近光源区域由空间分辨漫反射测量数据来反演生物组织的光学参量具有重要的意义。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 引言  7
  1.2 生物组织的光学特性参量和光传输理论  7-9
  1.3 生物组织的光学传输模型  9-12
  1.4 本论文的研究内容及进展  12-14
第二章标准Delta-P_1近似模型  14-25
  2.1 标准Delta-P_1 近似理论  15-20
    2.1.1 Delta散射相函数  15
    2.1.2 稳态输运方程及有效光源项  15-17
    2.1.3 PN方程组  17-19
    2.1.4 标准Delta-P_1 近似方程  19-20
  2.2 标准Delta-P_1 近似下的光学特性参量  20-23
    2.2.1 生物组织的光学特性参量  20-21
    2.2.2 散射相函数的不同展开方法对光学参量的影响  21-23
  2.3 稳态下标准Delta-P_1 近似的格林函数解  23-25
第三章标准Delta-P_1近似下的漫反射率  25-40
  3.1 外推边界条件  25-26
  3.2 光源近似  26-30
    3.2.1 有效光源项  26-28
    3.2.2 外推边界条件下的光源近似  28-30
  3.3 标准Delta-P_1 近似下的漫反射率  30-40
    3.3.1 不同光源近似下的标准Delta-P_1 近似漫反射率  30-31
    3.3.2 标准Delta-P_1 近似漫反射解的适用范围  31-40
第四章标准Delta-P_1近似的光学参量灵敏度  40-48
  4.1 光学参量的灵敏度表达式  40-44
    4.1.1 吸收系数的灵敏度  40-42
    4.1.2 有效散射系数的灵敏度  42-43
    4.1.3 散射相函数的高阶参量? 的灵敏度  43-44
  4.2 光学参量对标准Delta-P_1 近似解的影响  44-48
    4.2.1 吸收系数对标准Delta-P_1 近似解的影响  44-45
    4.2.2 有效散射系数对标准Delta-P_1 近似解的影响  45-46
    4.2.3 高阶参量? 对标准Delta-P_1 近似解的影响  46-48
第五章总结与展望  48-50
参考文献  50-55
发表论文和科研情况说明  55-56
致谢  56

基于Delta-P_1近似的生物组织光学模型

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