本文關(guān)鍵詞：基于蒙特卡羅仿真的趨近式光參重建方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物組織光學是生物醫(yī)學光子學和光醫(yī)學的重要組成部分，主要包括兩部分研究內(nèi)容：生物組織中光傳輸過程的建模和活體組織光學參數(shù)的重建方法研究。其中，組織光學參數(shù)的重建是生物組織光學領(lǐng)域的熱點問題之一，在組織生理和病理的診斷領(lǐng)域有著巨大的理論和實際意義并且為光動力治療提供理論和實驗依據(jù)。然而，組織光學參數(shù)重建不同于生物組織內(nèi)靶標的重建，是一個比較困難的非線性問題。 針對上述問題，本文基于描述生物組織中光傳輸規(guī)律的蒙特卡羅方法，提出了一種生物組織光學參數(shù)重建方法——蒙特卡羅仿真的趨近法來研究組織光學參數(shù)的測量問題�；诿商乜_的趨近法首先通過蒙特卡羅仿真原理獲取光傳輸正向模型，然后依據(jù)透射光強分布的半波寬來決定散射系數(shù)。在散射系數(shù)確定情況下根據(jù)光強強度信息來決定吸收系數(shù)。最后借助蒙特卡羅仿真通過不斷逼近的方式推導出生物組織的光學參數(shù)。在基于蒙特卡羅仿真的趨近式算法中先要重建散射系數(shù)然后重建吸收系數(shù)。為了驗證算法的準確性，利用實驗室自主研發(fā)的一款跨平臺生物組織光傳輸仿真軟件——QT-MOSE，獲取生物組織光學的前向仿真數(shù)據(jù)�；诰奂兹┲苽涞亩鄬悠桨宸麦w，我們對算法的性能進行了真實實驗驗證。實驗結(jié)果和目前應用廣泛的查表法進行比較，結(jié)果表明了基于蒙特卡羅仿真的趨近法的準確性和有效性，也說明了該算法在組織光學參數(shù)測量領(lǐng)域的應用潛力。
【關(guān)鍵詞】：生物組織光學 漫射理論 蒙特卡羅仿真 QT-MOSE 趨近式光參重建算法
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.51;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 前言7
• 1.2 生物組織光學的主要研究內(nèi)容7-9
• 1.2.1 生物組織中光傳輸理論7-8
• 1.2.2 光參的測量方法與技術(shù)8
• 1.2.3 生物組織介質(zhì)光譜及折射率研究8-9
• 1.2.4 活體無損組織光學成像9
• 1.3 生物組織光學的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 組織光學理論發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3.2 光參重建技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.4 本文內(nèi)容簡介11-13
• 1.4.1 本文主要工作11-12
• 1.4.2 本文安排12-13
• 第二章 組織光傳輸理論和擴散光學成像技術(shù)13-27
• 2.1 生物材料的基本光學特性13-15
• 2.1.1 吸收系數(shù)13
• 2.1.2 散射系數(shù)13-14
• 2.1.3 各向異性因子14
• 2.1.4 有效散射系數(shù)14-15
• 2.2 光在組織中傳輸及相關(guān)模型15-18
• 2.2.1 輻射傳輸模型15-16
• 2.2.2 漫射近似理論16-17
• 2.2.3 蒙特卡羅仿真17-18
• 2.3 擴散光學層析成像技術(shù)研究18-25
• 2.3.1 DOT 原理18-20
• 2.3.2 DOT 系統(tǒng)20-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 基于 MC 方法求解光學參數(shù)重建問題研究27-45
• 3.1 蒙特卡羅模型27-34
• 3.1.1 蒙特卡羅基本原理27-28
• 3.1.2 蒙特卡羅仿真主要過程28-34
• 3.2 基于最小二乘支持向量機的查表法34-38
• 3.2.1 支持向量機原理介紹34-36
• 3.2.2 最小二乘支持向量機原理介紹36-38
• 3.3 基于蒙特卡羅的趨近法38-43
• 3.3.1 散射系數(shù)算法流程39-41
• 3.3.2 吸收系數(shù)算法流程41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 光學參數(shù)重建方法性能比較45-61
• 4.1 QT-MOSE 介紹45-51
• 4.1.1 QT-MOSE 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計45
• 4.1.2 QT-MOSE 核心結(jié)構(gòu)45-49
• 4.1.3 操作界面介紹49-51
• 4.2 基于趨近式算法的光參重建實驗設(shè)計51-56
• 4.2.1 實驗材料準備和仿體制作51-54
• 4.2.2 實驗結(jié)果54-56
• 4.3 實驗結(jié)果處理和分析56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)和展望61-63
• 5.1 本文總結(jié)61
• 5.2 進一步工作61-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-69
• 作者在碩士期間參加的課題及成果69-70

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