本文關(guān)鍵詞：運動渾濁介質(zhì)中散射光場特征的電場蒙特卡羅模擬　出處：《華中科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 激光散斑血流成像 電場自相關(guān)函數(shù) 蒙特卡羅模擬 動態(tài)渾濁介質(zhì)

【摘要】：激光散斑血流成像是近年來廣受關(guān)注的活體生物組織二維血流檢測技術(shù),在越來越多的生命科學基礎(chǔ)研究和疾病診療中獲得應用。該技術(shù)通過激光散斑襯比分析獲取渾濁介質(zhì)中散射子運動造成散射光電場變化的去相關(guān)時間,進而測得與該去相關(guān)時間有關(guān)的散射子運動速度信息。在以往的研究中,多采用布朗運動的散射子運動形式和單次散射模型,通過與此對應的洛倫茲譜型的散射光電場變化自相關(guān)函數(shù)形式建立激光散斑襯比與散射光電場變化去相關(guān)時間的聯(lián)系。然而,實際生物組織散射特性與血流運動形式均非常復雜,上述簡單近似使得激光散斑成像方法仍難以進行血流速度的準確地定量檢測。為提高激光散斑成像血流定量檢測的準確性,需要充分了解復雜生物組織中散射子做復雜運動時散射光電場變化的自相關(guān)函數(shù)信息,進而能夠從散斑襯比分析更準確地獲得散射子運動信息。針對上述需求,本論文結(jié)合運動粒子系統(tǒng)和電場蒙特卡羅方法實現(xiàn)了對相干光在散射子呈不同運動形式的渾濁介質(zhì)中傳輸時后向散射光電場變化特征的模擬。論文主要內(nèi)容包括:(1)分析對比了不同運動介質(zhì)模型中散射光場的電場自相關(guān)函數(shù)對激光散斑血流成像中速度檢測的影響,然后通過實驗說明各電場自相關(guān)函數(shù)應用于激光散斑血流成像時的差異。對散射介質(zhì)含有靜態(tài)成份時的電場自相關(guān)函數(shù)進行分析,給出多曝光散斑襯比分析的擬牛頓-粒子群混合算法的求解方法,并通過模型實驗結(jié)果驗證該方法的有效性。(2)對相干光在動態(tài)渾濁介質(zhì)中傳輸時后向散射光電場變化特征進行模擬,其中采用了GPU(Graphic Processor Unit,GPU)加速的粒子系統(tǒng)運動控制實現(xiàn)對粒子做布朗運動、定向運動、混合運動和靜止情況的模擬,相干光在渾濁介質(zhì)中傳輸時后向散射光電場變化也采用了GPU加速的電場蒙特卡羅模擬。(3)利用上述方法,考察了散射子做布朗運動、定向運動,以及布朗運動與定向運動混合,介質(zhì)含有靜態(tài)成份等復雜情況下時散射光場的動態(tài)變化特征。
[Abstract]:Laser speckle imaging is the living tissue of two-dimensional blood flow detection technology concern in recent years, more and more applied in basic research of life science and technology. The disease diagnosis and treatment by laser speckle contrast analysis for scattering in turbid media movement caused by the scattered light field changes related to time, and then measured get information about the scattering velocity related with the time. In the previous study, the movement form of scattering and single scattering model of the Brown movement, through the corresponding Lorenz spectral type scattering photoelectric field autocorrelation function is established in the form of laser speckle contrast to the relevant time and photoelectric scattering field change. However, the actual biological tissue scattering characteristics and flow movement forms are very complex, the simple approximate speckle imaging method is still difficult to make laser blood flow The accurate quantitative testing. In order to improve the accuracy of laser speckle imaging quantitative detection, it is necessary to fully understand the complex scattering in biological tissue for complex motion when scattering field changes the autocorrelation function of the photoelectric information, and then can get from speckle scatter motion information more accurately than analysis. According to this requirement, the according to the motion of a particle system and electric field simulation of the Monte Carlo method to the scattering field of photoelectric characteristics of coherent light transmission in turbid media in various forms of exercise after scattering. The main contents include: (1) analysis and comparison of the electric field of light scattering from different motion medium model of autocorrelation function of laser speckle influence of speed spot flow imaging detection, and experiments show that the difference of electric field autocorrelation function is applied to laser speckle imaging. The scattering of the medium containing Analysis of the correlation function for static electric field components, gives the multi exposure speckle quasi Newton hybrid particle swarm algorithm for solving method of analysis, and the effectiveness of the method is verified by experimental results. (2) of coherent optical transmission in turbid medium to the dynamic variation characteristics of light scattered field emission by simulation, which uses GPU (Graphic Processor Unit, GPU) the realization of Brown motion, the particle particle system accelerated motion control simulation of mixed directional movement, movement and stillness of coherent light in turbid media transmission when the backscattering optical field changes are simulated by the GPU accelerated Monte Carlo (3 electric field.) using the above method, investigated the scattering of Brown sports, orienteering, and Brown motion and directional motion mixed, complex media containing static components under the dynamic change of light scattering characteristics.

【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.51;TN249

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樂樹云,江壽平;核酸堿基(胞嘧啶)水合作用的蒙特卡羅模擬[J];科學通報;1982年03期

2 陸獻平,吳翔;非晶態(tài)硅氫結(jié)構(gòu)及其缺陷態(tài)的蒙特卡羅模擬[J];計算物理;1985年03期

3 杜立新;蒙特卡羅模擬——遺傳育種研究中的一個新工具[J];遺傳;1986年06期

4 徐淮琪;魏茂新;;非晶硅靶中離子注入過程的蒙特卡羅模擬[J];山東工業(yè)大學學報;1986年06期

5 潘正瑛,周鵬;重要抽樣在阻塞分布蒙特卡羅模擬中的應用[J];計算物理;1988年01期

6 劉啟海,楊功能,劉志遠,何大韌;非晶碳氫膜晶化凝聚的蒙特卡羅模擬[J];計算物理;1992年S1期

7 劉策軍，，鄭有因;二維伊辛模型自旋狀態(tài)圖樣的蒙特卡羅模擬[J];華南農(nóng)業(yè)大學學報;1995年04期

8 張祥,陳冬保,陳武鳴;二維伊辛模型蒙特卡羅模擬[J];南京大學學報(自然科學版);1997年01期

9 張孝澤;A.Ecker;B.Bittner;;碎裂過程滲流模型的蒙特卡羅模擬[J];中國原子能科學研究院年報;1989年00期

10 汪東,張為黎;使用擬蒙特卡羅模擬的歐式看漲期權(quán)的定價[J];生產(chǎn)力研究;2004年07期

相關(guān)會議論文 前5條

1 劉木華;李細榮;黎靜;段武茂;;水果組織中光子傳輸?shù)拿商乜_模擬研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會論文集第四分冊[C];2005年

2 王雪芹;楊海飛;陳紅飛;宋翔;吳品成;楊萍;易剛;張麗;;蒙特卡羅模擬方法在長北次級儲層中的應用[A];創(chuàng)新·質(zhì)量·低碳·可持續(xù)發(fā)展——第十屆寧夏青年科學家論壇石化專題論壇論文集[C];2014年

3 張富利;蘇振濤;張曉敏;陳建平;鄭明民;;蒙特卡羅和筒串算法和在非均勻介質(zhì)中劑量特性的比較研究[A];中華醫(yī)學會放射腫瘤治療學分會六屆二次暨中國抗癌協(xié)會腫瘤放療專業(yè)委員會二屆二次學術(shù)會議論文集[C];2009年

4 張斌;趙書俊;張士勛;劉豪佳;;基于GATE的PET仿真環(huán)境的實現(xiàn)與應用[A];第十五屆全國核電子學與核探測技術(shù)學術(shù)年會論文集[C];2010年

5 吳龍;張勇;趙寧;張占昭;趙遠;;大氣衰減對激光雷達性能影響的蒙特卡羅模擬[A];第十屆全國光電技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 上海申銀萬國證券研究所 楊國平;蒙特卡羅模擬與二叉樹定價模型[N];證券日報;2005年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 劉源;蛋白質(zhì)的蒙特卡羅模擬及生物分子膜行為研究[D];中國科學技術(shù)大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 康聰;蒙特卡羅模擬在兩類路徑相關(guān)期權(quán)定價中的應用[D];山東大學;2015年

2 程鵬亮;水下中子活化分析的蒙特卡羅數(shù)值模擬[D];成都理工大學;2015年

3 樸俊杰;基于蒙特卡羅模擬CyberKnife劑量校準與驗證的研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學院;2016年

4 黃湘瓊;公路建設(shè)項目經(jīng)濟評價風險研究[D];北京化工大學;2016年

5 婁閃閃;推進人民幣在亞投行33個亞洲國家的區(qū)域化進程[D];廣東外語外貿(mào)大學;2016年

6 許珠;基于蒙特卡羅模擬的土地出讓底價合理性研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2016年

7 黃建云;運動渾濁介質(zhì)中散射光場特征的電場蒙特卡羅模擬[D];華中科技大學;2015年

8 張凱;基于蒙特卡羅模擬的最小二乘統(tǒng)計量性質(zhì)的研究[D];天津財經(jīng)大學;2013年

9 胡偉;基于蒙特卡羅模擬實驗的協(xié)整模型應用若干問題研究[D];北京郵電大學;2015年

10 張弘;應用蒙特卡羅模擬監(jiān)測病原菌耐藥性變化的研究[D];青島大學;2014年

本文編號：1379965