【摘要】：由于光源附近微區(qū)漫反射對與散射相函數(shù)相關(guān)的參數(shù)γ是敏感的,而參數(shù)γ與組織的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。研究了一個適用于小孔徑測量的漫反射模型,提出了一種利用光纖探頭測量γ的方法,并利用Intralipid組織模擬液進行了實驗驗證。通過建立Intralipid的球狀分形結(jié)構(gòu)模型,采用蒙特卡羅模擬建立了漫反射率與γ的函數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)漫反射率與無量綱的約化散射系數(shù)μs'φ(φ是散射光的收集孔徑)呈線性關(guān)系,其斜率是γ的二次函數(shù)。實驗結(jié)果顯示Intralipid的γ=2.04,分形維數(shù)α=2.93,各向異性因子g=0.816,與文獻報道相符,驗證了該方法的可行性。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新工作包括:1.本文采用Intralipid組織模擬液從實驗上驗證了來自光源附近的光散射攜帶了組織微觀結(jié)構(gòu)的信息。根據(jù)Intralipid的球狀分形結(jié)構(gòu),利用Mie理論計算了分形維數(shù)α為不同值時的散射相函數(shù),發(fā)現(xiàn)了參數(shù)γ與分形維數(shù)α之間的線性關(guān)系。2.分析了微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)γ和收集孔徑φ對漫反射率的影響,并對其進行定量研究,得到了一個半經(jīng)驗解析模型Rφ(μsφ,γeff)。發(fā)現(xiàn)漫反射率與無量綱的約化散射系數(shù)μs'φ呈線性關(guān)系,其比例系數(shù)是相函數(shù)參數(shù)γ的二次函數(shù),較之其他課題組具有數(shù)學形式簡單的優(yōu)點。3.Intralipid是常用的生物組織模擬液,但是參數(shù)γ還沒有實驗測量結(jié)果的報道。本文根據(jù)Intralipid的球狀分形結(jié)構(gòu)特征,利用Mie理論計算了其散射相函數(shù)。利用MC方法得到了反射率與參數(shù)γ之間的關(guān)系,并利用這個關(guān)系式得到了 Intralipid的γ值,發(fā)現(xiàn)與理論計算值相符。利用實驗測量了 Intralip id的γ值,并提出了一種測量γ的方法,實驗驗證結(jié)果與文獻報道符合較好。4.設(shè)計了一個雙層光纖測量探針的方案,可以實現(xiàn)小孔徑測量,對實現(xiàn)在體微創(chuàng)或無創(chuàng)的測量具有重要意義。
【圖文】：

天津大學碩士學位論文比例與人體組織近似，并且其均勻分布的脂肪顆粒的形狀及大小十分接近。（2）Intralipid 中脂.1～1.1 μm之間[29]，并且10%濃度Intralipid在可近紅外光區(qū)域內(nèi)的光學特性與人體組織的光學lipid 溶液具有易配制的優(yōu)點，可通過添加蒸餾了 Wen X 等人[31]做的 Intralipid 的透射電子顯微pid 是由大小不同的球狀脂肪顆粒聚集而成的，，大倍數(shù)）時，其微觀形態(tài)不變或相似，即具有自結(jié)構(gòu)模型具有相似的微觀結(jié)構(gòu)。因此可以將 I了證明 Intralipid 具有分形結(jié)構(gòu)，文獻[28]通過靜形結(jié)構(gòu)，通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，Intralipid 的數(shù)密

23圖 3-5 MC 模擬單層生物組織中傳輸 MC 模擬參數(shù)取值 MC 模擬過程中，需要給定吸收系數(shù)a 、散射系數(shù)s 、散射相函數(shù)數(shù)來進行模擬。本文設(shè)置模擬發(fā)射并跟蹤的光子數(shù)為610 個，模擬的隨機輸運過程，記錄下最終從界面逸出的位置和光子數(shù)。進入孔被探測到， 取了 5 個值， { 0.2,0 .4,0 .6,0 .8,1 .0}mm，從而得到的反射率 R 。界面下方是 Intralipid 組織模擬液，折射率為 1.34，率按光纖取值為 1.45。發(fā)射的光子來自入射的高斯光束光，其束
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O436.2;R312

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本文編號：2682399