基于積分球測量的逆向蒙特卡羅方法求解組織光學特性參數.pdf

1、積分球測量結合反向倍增法獲取組織光學特性參數是一種最常用的離體測量技術,它結合了積分球精確測量與輻射傳輸理論準確求解等優(yōu)點,但反向倍增法忽略了光經過樣品時存在的光側漏,并直接將其作為組織的吸收處理,從而給吸收系數的計算帶來較大的誤差。逆向蒙特卡羅模擬算法可以解決此問題,但現有研究中往往將光斑看作是無限小筆形光束。在結合積分球的光譜測量時,寬光源的光斑有著特定的形狀與尺寸。本文的研究正是基于積分球測量技術通過構造逆向蒙特卡羅模擬算法,進而

2、準確獲取組織光學特性參數。
　　主要研究內容與結論如下:
　　(1)基于商用的分光光度計(Lambda950,PerkinElmer,USA)結合單積分球附件測量組織樣品的反射率和透射率,考察光源光斑的形狀、尺寸、及積分球口徑,通過蒙特卡羅模擬和卷積運算,模擬在該系統(tǒng)下光經過具有不同組織光學特性參數的組織樣品的反射和透射分布。結果表明,方形光斑和圓形光斑入射反射和透射的相對誤差是較為一致,因此將方形光斑等效成等面積的圓形光斑

3、是合適的,但直接看作是筆形光束最大會引起4％的誤差,而這有可能引起吸收系數大于19%的誤差。
　　(2)在實現了方形光斑卷積的基礎上,依次建立了吸收系數,散射系數對應于漫反射率和總的透射率的查找表格。根據最小二乘法建立實驗測量數據與模擬結果之間的關系,根據查找表格求解吸收系數和散射系數,從而實現逆向蒙特卡羅模擬算法。并進一步利用模型實驗對該算法的有效性進行了證明。結果表明,對低吸收情況,逆向蒙特卡羅模擬算法能夠有效地修正反向倍增法