細(xì)胞是生命的重要組成部分。在醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷中,許多疾病的診斷和治療依據(jù)細(xì)胞的形態(tài)大小和內(nèi)部情況進(jìn)行判別。在醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)中,光學(xué)診斷技術(shù)因其非侵入性,操作方便快捷等優(yōu)點(diǎn),被越來越多的應(yīng)用在細(xì)胞檢測中。細(xì)胞光散射技術(shù)對組織和細(xì)胞具有無創(chuàng)傷性,正逐步成為光學(xué)技術(shù)中重要的領(lǐng)域。人們主要基于Mie散射理論對細(xì)胞光散射進(jìn)行研究。Mie理論將細(xì)胞看成均一的球體,無法構(gòu)建能夠真實(shí)反映細(xì)胞光散射信息和細(xì)胞結(jié)果直接關(guān)系的模型。時(shí)域有限差分方法將模擬空間劃分成離散網(wǎng)格,能夠建立包含任意結(jié)構(gòu)的模型,模擬更加貼合實(shí)際情況的細(xì)胞光散射圖像,逐漸被應(yīng)用到細(xì)胞光散射模擬研究中。但是在三維空間中運(yùn)用時(shí)域有限差分方法建立模型需要大量的計(jì)算,對硬件的要求高,耗費(fèi)時(shí)間長,本文所建立的二維細(xì)胞模型和光散射模擬降低了工作量,為光散射研究提供了一個(gè)快捷有效的工具。本論文首先探討了光散射基礎(chǔ)知識和時(shí)域有限差分方法。之后建立二維細(xì)胞模型,進(jìn)行細(xì)胞光散射研究。首先求得二維空間中FDTD方法的遞推公式,進(jìn)行近遠(yuǎn)場外推,設(shè)置參數(shù),驗(yàn)證程序,建立二維細(xì)胞模型,模擬光散射,討論不同因素對細(xì)胞光散射的影響,最后與酵母細(xì)胞的光散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 光散射理論基礎(chǔ)
    2.1 光散射概述
    2.2 麥克斯韋方程
    2.3 散射理論簡介
        2.3.1 瑞利散射理論
        2.3.2 米氏散射理論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 時(shí)域有限差分方法介紹
    3.1 時(shí)域有限差分方法
    3.2 數(shù)值穩(wěn)定性和色散
        3.2.1 時(shí)間離散間隔的穩(wěn)定性要求
        3.2.2 穩(wěn)定性條件
    3.3 吸收邊界
        3.3.1 Mur邊界條件
        3.3.2 完全匹配層吸收邊界條件
    3.4 近場到遠(yuǎn)場的變換
        3.4.1 表面等效定律
        3.4.2 時(shí)域有限差分仿真中的等效電流和磁流
        3.4.3 近場到遠(yuǎn)場的外推
    3.5 本章小結(jié)
第四章 二維細(xì)胞光散射FDTD模擬
    4.1 生物細(xì)胞基本知識
    4.2 二維模擬程序的設(shè)計(jì)
        4.2.1 基本公式
        4.2.2 二維空間中近場的外推
        4.2.3 參數(shù)設(shè)置
        4.2.4 程序正確性的驗(yàn)證
    4.3 細(xì)胞器和入射波對光散射的影響
        4.3.1 細(xì)胞核的影響
        4.3.2 線粒體的影響
        4.3.3 入射波波長的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果的對比分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)方案
    5.2 單個(gè)酵母細(xì)胞光散射圖像研究
    5.3 多個(gè)酵母細(xì)胞光散射圖像研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可見-紅外波段光全散射法顆粒粒徑測量范圍的研究[J]. 孫曉剛,唐紅,戴景民.  光譜學(xué)與光譜分析. 2008(12)
[2]線粒體,活性氧和細(xì)胞凋亡[J]. 趙云罡,徐建興.  生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2001(02)

博士論文
[1]血液細(xì)胞逼近模型及其光散射特征的研究[D]. 卜敏.江蘇大學(xué) 2011



本文編號：3177410