生物组织中光传播的蒙特卡罗模拟

通过对光与生物组织相互作用特性的分析,模拟了一种求解光子在生物组织中迁移规律的蒙特卡罗计算方法,通过对大量光子进行计算从而获得光在生物组织中传播的理论依据.     

生物组织取象的光子密度波方法研究

本文研究了一种装置简单，价格低廉，对人体无害的新型生物组织取象方法－扩散光子密度波取象方法。     

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     

Monte Carlo方法研究光子在有界肿瘤组织中的分布

目的研究有界肿瘤组织中光子分布特性。方法通过建立光在有界肿瘤组织中传输模型,用蒙特卡罗方法模拟光子在有界生物组织的传输,与半无限大肿瘤组织中光子分布的特性对比,分析光子在有界肿瘤组织中的分布特性。结果肿瘤组织中光子能量密度分布在纵向和横向基本是按负指数规律变化,但沿纵向在入射表面附近有极值点,当取定较小边界范围时,光子能量密度增加,组织内的有效光子数下降。结论有界肿瘤组织光子能量密度沿纵向和横向变化规律与半无限大组织变化规律相似,肿瘤组织边界影响光子在生物组织的能量密度和有效光子数分布。     

低能电子在生物介质中的输运过程

本文讨论了1keV以下低能电子在生物介质（水）中的输运机制，运用MonteCarlo方法模拟了电子在生物介质（水）中输运产生的径迹结构和能量沉积结构，跟踪电子能量的下限达到1eV，其中考虑了OH^ 和H^ 等多种自由基的产生和分布。     

生物光子的相干效应

1 实验和结果已经知道,所有生物体(除少数原生物和藻类外)都产生超弱光子辐射(简称PE).其光谱范围从红外到紫外呈准连续光谱分布,强度为几个到几十个光子每秒每平方厘米.因为PE是生物体固有的性质,必然与生命过程相联,通过对它的测量和分析,可以了解生命过程.并可在此基础上,通过人为地调解PE以控制生命过程.对它的研究,意义是深远的.按生化和物理机制分析,PE应该分为两类:低水平的化学发光,和生物光子发射.     

多层生物组织中的光分布研究

利用蒙特卡罗方法模拟了五层皮肤组织中光的传输的分布情况。将准直的高斯光束垂直入射于皮肤组织表面,得到了径向分辨的漫反射率R（r)、角向分辨的R和T随着角度α（光子出射方向和组织表面法向的夹角）的一维变化关系。也得到了吸收能量密度A和组织内光能流率F随组织厚度z和r的二维变化关系,并分析了变化的原因。     

近红外光子在生物组织中迁移的仿真及应用

通过对光与生物组织相互作用物理本质的分析,介绍了一种求解光子在生物组织中迁移规律的蒙特卡罗计算方法。方法假定入射光为离散的光子,并受到生物组织的吸收和散射。认为光子在两次散射之间的长步和散射方向虽然是随机的,但可引入随机变量予以确定。对大量光子进行计算就可以获得光在生物组织中传播的宏观数据。将此方法用于脂肪组织,所得结果与实验符合甚好。说明此方法可用于检测人体皮下脂肪层的厚度,并对合理设计红外无损检测的传感器可提供依据     

生物光子研究的新进展

在对生物超微弱发光本质的探索中, Ｐｏｐｐ 的生物光子“相干理论”对这种光子发射的起源、机制和意义, 提出了一整套独特又迷人的见解． 本文简要介绍了生物光子假说近年来在技术、实验和理论上的新进展．     

光在混浊组织中传输的蒙特卡罗模拟

蒙特卡罗方法是一种重要的数值计算方法。本文的主要目的是选择光在多层混浊介质的传输为模拟对象,讨论如何利用该方法编写程序实现模拟,从而理解蒙特卡罗方法的基本思想。光在多层组织的表面以及各层分界面上会发生漫反射和透射,在组织内部经历一系列的吸收和散射。输运理论能直观地描述这一过程中光子能量的分布,结合蒙特卡罗方法模拟大量光子在组织中的随机行走过程,从而获得关于组织光学特性的准确信息。     

生物组织冻结相变过程的数值模拟

建立了生物组织(含正常生物组织和肿瘤)冻结过程的传热模型.生物组织作为一种多孔介质,其相变发生在一个温度范围内,且存在一个固相与液相共存的糊状过渡区.采用显热容法模拟了生物组织冻结过程中的传热和冰晶增长过程.模拟结果显示,在冻结过程中,冷刀的初始温度越低,冷刀的降温速率越快,生物组织内温度下降和冰晶增长的速率越快.结果还表明组织中液相流动会增加生物组织内传热和冰晶生长的速度.计算结果为冷刀设计和冷冻外科手术提供了理论依据.     

复杂生物组织中光传输规律的Monte Carlo方法及应用

该文针对生物组织的特殊光学性质,基于统计光学的基本原理,通过引入Monte Carlo方法对光在生物组织中的传输规律进行了大量数值模拟,得出了光在单层以及多层生物组织中光通量随深度的分布规律,计算结果与现有文献已报道的结果吻合较好,证明Monte Carlo方法是研究光在复杂（多层结构、各向异性、强散射）生物组织中传输规律的有效工具。     

仿生物组织透射光偏振特性的实验研究

该文在实验上研究了线偏振光经生物组织的传输后偏振特性的变化。选择Intrialipid悬浮液作为实验用仿生物组织样品，并利用Beam Profile2350测量了线偏振的He—Ne激光照射不同浓度、不同厚度的仿生物组织样品时透射光经过检偏器后的光场空间分布。根据不同的检偏角度下透射光的空间分布状况，分析了透射点位置坐标、样品浓度和厚度对透射光退偏程度的影响。     

生物组织光传播的理论研究

从光的传输理论出发,利用漫射近似方程,推导出当无限细脉冲光及连续光束垂直入射到生物组织表面时,生物组织表面漫反射光随空间及时间变化的解析表达式。详细分析了组织光学特性参数与组织表面漫反射挑分布之间的关系,为生物组织光学特性参数的无损测量提供了理论根据。     

双硫仑对甲醛诱导小鼠肝组织生物光子辐射的干预作用

目的:为探究甲醛的致癌机制和双硫仑对肿瘤细胞的抑制作用.方法:使用超弱生物光子成像系统观察甲醛诱导的小鼠离体肝脏组织生物光子辐射特征改变以及不同浓度双硫仑(1, 5, 25μmol/L)的干预作用.结果:不同浓度的甲醛(5, 50, 500 mmol/L)能明显增强肝组织生物光子辐射强度且具有浓度依赖性,25μmol/L双硫仑对甲醛引起的生物光子辐射有显著的抑制作用.结论:该发现为进一步研究甲醛的致癌和双硫仑的抗癌机制提供了研究基础.     

生物组织中光传输的随机行走模型

假设生物组织是均匀的各向同性的简立方晶格，光子在内部进行随机行走，得出组织表面光分布的解析表达式，然后考察组织散射的各向异性，将结果进行修正，所得结果与漫射近似理论及蒙特卡罗模拟进行了比较，结果显示在距离光源比较近外，随机行走比漫射近似理论更接近蒙特卡罗模拟结果，由此反演所获得的光学参数也较精确，证明随机行走模型是一个较好的模型。     

生物光子与神经信号传递和处理

指出了针对神经信号传递和处理的主流理论的争论,即神经信号以电信号和化学信号的形式进行传递处理的理论虽然可以很好地解释感觉、运动、反射等神经系统的低级功能,但很难构建出解释大脑高级功能和精神活动的一般概念或原则.提出了神经回路中存在有生物光子(又称生物超弱发光)传递,并可能介导神经信号的传递和处理、参与人脑的高级功能和精神活动.综述了生物光子在神经回路中传递及介导神经信号传递处理的相关理论假说和实验研究.     

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．     

用近红外光谱技术实现生物组织含氧量的无损检测

为了实现利用近红外光谱技术进行生物组织氧合无损检测, 引入了光在强散射介质中的吸收定律,利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法计算了光子在组织中的迁移路径长度。在此基础上设计了双波长反射式近红外组织氧合变化监护仪。通过组织液体模型和人体骨骼肌含氧量检测的实验,证实了其有效性。