基于光鑷系統(tǒng)的肺癌細(xì)胞折射率理論計(jì)算與仿真分析.pdf

1、肺癌是一種致死率極高的惡性腫瘤，當(dāng)前以CT影像檢查為主實(shí)現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療”以提高患者的生存率。而臨床影像學(xué)定性診斷結(jié)果還存在較高的假陽性率及誤診率。影像診斷是利用生物組織光學(xué)特性的變化反映其生理狀態(tài)的改變。在細(xì)胞尺度上，“折射率”就是揭示這種變化的光學(xué)參數(shù)。確切的認(rèn)識(shí)肺癌細(xì)胞的折射率，對(duì)提高CT定性診斷的準(zhǔn)確率有重要意義。為此，本文提出一種基于光鑷技術(shù)計(jì)算肺癌細(xì)胞折射率的方法，并進(jìn)行了理論計(jì)算與誤差分析。
　　 本文首

2、先對(duì)細(xì)胞在光阱中被穩(wěn)定捕獲的條件進(jìn)行研究，通過對(duì)光學(xué)梯度力的理論分析，根據(jù)肺癌細(xì)胞的特性，選擇光阱力計(jì)算模型，并對(duì)其所受軸向力進(jìn)行仿真分析，針對(duì)仿真結(jié)果討論光鑷系統(tǒng)參量對(duì)軸向力的影響情況。結(jié)果表明:肺癌細(xì)胞被捕獲的前提條件是其與周圍介質(zhì)的相對(duì)折射率大于1;較小的激光束腰以及較大的激光功率都會(huì)形成穩(wěn)定的軸向捕獲，但極小的束腰因衍射的制約難以實(shí)現(xiàn)，而功率過大，易使細(xì)胞受損及生物特性改變;細(xì)胞對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收差異較大，對(duì)軸向捕獲的穩(wěn)定性影

3、響較大。以上結(jié)論為選擇適當(dāng)?shù)墓忤囅到y(tǒng)參數(shù)使肺癌細(xì)胞在光阱中被穩(wěn)定捕獲提供理論依據(jù)。
　　 基于幾何光線理論，利用復(fù)化simpson法計(jì)算肺癌細(xì)胞軸向光阱力并進(jìn)行仿真計(jì)算，通過穩(wěn)定平衡點(diǎn)，進(jìn)行剛度與折射率關(guān)系的理論計(jì)算與曲線擬合，擬合結(jié)果表明:光阱剛度和肺癌細(xì)胞折射率的變化關(guān)系與三次多項(xiàng)式曲線擬合較好。
　　 肺癌細(xì)胞在光阱中可視為做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒，利用Monte-Carb法模擬肺癌細(xì)胞在光阱中位移隨時(shí)間的變化關(guān)系序列，熱