多維彈性光散射場與淺表層組織形態(tài)關系研究.pdf

1、彈性光散射(Elastic light Scattering，ELS)是一項基于麥克斯韋方程組或輻射傳輸理論，求解介質的散射光場，進而反演介質信息的技術。介質解析光場，又稱多維彈性光散射場，包含角譜、光譜、偏振態(tài)等綜合信息，其信息量遠大于傳統(tǒng)基于單點光強探測的信息量，具備超越光學衍射極限的潛質。事實上，依照不同的應用目的，各研究小組做了大量的工作，這包括從介質到多維彈性散射光場的正向問題及從多維彈性光場到介質的逆向問題。特別的，在生物組

2、織光學領域，各研究小組從多維彈性光散射場中提取出了豐富的信息，為醫(yī)學診斷提供了新的信息，為醫(yī)學治療提供了新的方法。
　　 一直以來，生物組織以其結構的復雜性和多樣性，光在組織中的傳輸規(guī)律都是一個難題，研究者無法在麥克斯韋方程組下建立嚴格的、普適的組織光傳輸模型。研究者只能把組織抽象化，把組織看成單個光學微元的集合體，光在各微元間隨機的游走，通過改變微元的光學性質及密度達到仿真任何組織光學特性的目的，這是基于輻射傳輸理論的組織光學

3、研究內容。顯然，輻射傳輸理論對不同的生物組織具有普適性，也正是如此，基于該理論求解的組織光學參數失去了特異性。在某些應用領域，比如淺表層生物組織的光傳輸規(guī)律研究，光傳輸的規(guī)律相對比較簡單，不像深厚組織那樣復雜，散射光場特異性強，與組織信息的關聯(lián)性強，應用麥克斯韋方程組的電磁理論更適合這類問題的研究。
　　 本論文以淺表層組織的彈性光散射場的正演及反演問題為研究對象，達到從探測多維彈性散射光散射場反演組織形態(tài)學信息的目的。首先根據

4、淺表組織的結構特點，將組織分為離散隨機介質和連續(xù)隨機介質兩大類，分別建模和進行有限元仿真，并從兩大基本模型出發(fā)推導出綜合介質模型，并進行仿真，最終搭建系統(tǒng)實驗。
　　 第一章緒論。說明本論文的研究背景，研究問題的主要內容及實現的技術路線。
　　 第二章淺表層組織彈性光散射的理論基礎。從單個粒子的散射理論出發(fā)，具體研究了從離散隨機介質模型和連續(xù)隨機介質模型的多維彈性散射場反演組織模型參數的問題，并嘗試將兩種模型統(tǒng)一起來。<