生物组织光学特性参数无损测量的实验研究

通过测量生物组织表面的漫射光分布,利用漫射近似得到的解析表达式,反演其光学特性参数,实现光学特性参数的无损测量。无损测量结果与其它文献报道的结果进行了比较,证明了试验设计的可行性。     

强散射生物组织光学特参数的重构

生物组织光学特性参数无损测量技术的研究在医学诊断和治疗中有着重要意义和广泛应用前景.为求取最优化的光学特性参数,基于准直激光束通过均匀生物组织时所形成的表面漫反射光分布,提出利用退火遗传算法重构生物组织的光学特性参数,用此方法成功地实现了对强散射均匀生物组织多个光学特性参数的联合重构.     

强散射生物组织光学特性参数的重构

生物组织光学特性参数无损测量技术的研究在医学诊断和治疗中有着重要意义和广泛应用前景.为求取最优化的光学特性参数,基于准直激光束通过均匀生物组织时所形成的表面漫反射光分布,提出利用退火遗传算法重构生物组织的光学特性参数,用此方法成功地实现了对强散射均匀生物组织多个光学特性参数的联合重构.     

生物组织的光学特性及其测量技术

从物理学的角度系统地分析了生物组织的光学特性及组织光学特性参数测量的基本原理和方法,重点讨论了积分球测量技术．     

用相干光场相位检测法确定生物组织模型的非均匀性

研究光在混浊介质或生物组织内传播的光场分布的变化,可以间接地获得介质的散射和吸收特性以及介质内部结构变化的有用信息。文章给出了一种描述光在均匀散射介质中传播的光场分布的理论和计算机仿真。在此基础上,通过结合组织近红外光谱学技术（ＮＩＲＳ）与现代激光技术,研究了一种用近红外光学相干相位阵列调制法探测生物组织非均匀性（肿瘤）的新方法。设计了组织光学特性模型,并进行了各种不同条件下实验。探索了生物组织中光场分布与组织特性之间的相互关系。实验表明,给出的检测如大脑和乳腺中存在小吸收体的方法是简单、可行和有效的。     

测量生物组织光学特性参数的单积分球技术

对测量生物组织光学性质的单积分球系统和双积分球系统进行比较和分析，提出了一种应用比较法进行测量生物组织漫反射率和透射率的单积分球技术，并通过Kubelka-Munk模型获得了离体猪肌肉组织光学特性参数，这种测量技术也适用于离体人体组织的光学特性参数测量．     

基于f可调δ-P1近似的生物组织光学特性参数的解析

呈现一种基于可调f参数的δ-P1近似理论,结合自适应遗传算法和非线性曲线拟合,获得生物组织光学特性参数(吸收系数、散射系数和各向异性因子)的多步非线性优化算法;其中关键步骤是第一步采用自适应遗传算法精确地确定自由程,而优化用到数据来源于蒙德卡洛模拟(MC).结果表明,结合可调f参数的δ-P1近似理论,采用以自适应遗传为主的算法可以大大减少生物组织光学特性参数的估计误差.     

生物组织光学性质与表面反射率的相关性

从漫射理论出发,推导出了组织体漫 反射率与约化散射系数和吸收系数之间的唯一性关系,利用组织光学液体模型模拟组织体,实验验证了理论推导的正确性,这些结论对于无损测定生物组织光学特性具有重要的应用价值。     

一种测量组织光学特性的新方法：超快时间分辨漫反射法

从时域中的漫射理论出发，推导获得光在组织中传输的特性参数方程，应用超快时间分辨漫反射法测量的漫反射率曲线Ｒ（ρ，ｔ）可以得到μｓ＇和μａ该方法可望在临床上无损、快速、实时地测量活体组织光学特性，具有广泛的应用前景。     

双狭缝式光触针表面轮廓传感器的研究

本文提出一种双狭缝式光触针表面轮廓传感器,并采用激光束光学方法计算其特性及各结构参数与特性的关系.实验研究所得到的特性曲线和理论分析是一致的.本文还给出了对矩形轮廓及三角形轮廓样板的实测结果.     

光在多层生物组织中传输的蒙特卡罗模拟

提出一种基于蒙特卡罗方法的数学模型 ;建立一个移动的球坐标系采样光子包传输方向 ;模拟了光在多层具有不同光学参数的组织中传输的漫反射率、漫透射率和光通量等光学特性 ,并将结果与已发表的结果进行对比 ,验证了该算法的正确性     

近光源下基于稳态空间分辨漫反射测量的光学参数反构

在各种生物医学诊断和治疗的过程中,准确计算组织的光学参数有着重要的意义．在大约化反照率及大检测距离下,通常使用漫射近似理论来描述光子在生物组织中的传输;而在低约化反照率或小检测距离下,学者们研究了多种其他的传输模型,如PN近似以及混合漫射近似等．针对在大约化反照率范围（0．50～0．99）以及小检测距离（0．4～8．0mm）下,使用6种光子传输模型（单点源和双点源模型下的漫射近似、混合漫射近似和P3近似）,研究了准确反构吸收系数和约化散射系数的方法．通过对模拟数据的非线性拟合及误差分析,发展了一种在5个不同约化反照率区间使用不同传输模型的联合反构方法,并给出了相应的最佳正向模型和误差范围．     

利用亮度特性的形象复原

提示了从明暗图像中复原三维信息的新方法.Photometric Stereo Method(PSM)一般以直接照明为前提.在研究中采取PSM间接扩散照明,适用了漫反射成分和全反射成分所构成的混性反射模型.在混性反射模型和间接扩散照明的条件下,物体面的亮度分布比率与表面法线向量的关系中导出了反射函数.接着把得出的反射函数带入到输入在相机的物体像素亮度,从而得到发现向量.利用这个发现向量可以复原物体的三维形象.物体的三维形象复原是通过物体表面粗糙,表面反射率,还有物体像素亮度而得出的表面法线向量来求出的.因为所提示的研究采用了亮度参照表,形象复原的速度既快又准确.反射函数被广泛定义,对具有多种形态表面特性的物体适用可行.     

基于光CT技术的生物组织折射率测量原理分析

光学相干层析技术（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ,简称ＯＣＴ）是一种新型的成像技术,它能对高散射介质如生物组织实施非侵入性的快速成像。本文将ＯＴ技术的光程匹配原理用于生物组织折射率的测量,通过分析其测量原理－追踪寻找样品臂端物镜的焦点,得到了同时测量生物组织折射率和相应层厚度的表达式。     

K-M模型下的人全血对He-Ne激光的散射与吸收特性

研究了人全血对He—Ne激光的反射和透射传输特性．实验采用单积分球系统及波长为632.8nm的He—Ne激光器，采用Kubelka—Munk模型分析和计算了不同血液样品的吸收系数、散射系数及总光强I(x)随厚度的变化情况.结果表明：K—M模型结合单积分球系统的测量方法可用于研究血液样品光学参数，不同类型的血液样品在K—M模型下的吸收系数或散射系数有差别，散射系数的差异较小，有3例胃癌患者血液的吸收系数与正常人有较大差异。