上皮組織形態(tài)特征識別中的偏振方法研究.pdf

1、由于偏振光具有矢量性，與不具有偏振而只由強度決定的自然光比較，具有包括偏振方向在內(nèi)的更多的信息，因此利用偏振光和物質(zhì)相互作用而引起的各種效應，可對介質(zhì)本身的某些特性進行研究。上皮組織是薄的粘膜組織，其后向散射光的偏振態(tài)是易測量的，因此偏振光散射后的偏振退化、偏振分量之間的轉(zhuǎn)換能夠反映組織細胞綜合結構參數(shù)。本文系統(tǒng)地研究了用于上皮組織形態(tài)特征識別的偏振光的理論及技術應用，主要研究內(nèi)容如下：首先，從上皮組織的結構以及非典型增生、原位癌的特征

2、出發(fā)，建立了雙層散射介質(zhì)的偏振后向散射光譜的理論模型。用傅立葉方法分析了表層散射體的形態(tài)學參數(shù)對光譜曲線形狀及其諧波幅值的影響。分析表明：粒子直徑、標準偏差主要影響光譜的波紋結構的幅值及振蕩頻率，而散射光譜值的大小對相對折射率最為靈敏；且光譜基波分量及低次諧波分量的貢獻依賴于粒子直徑、標準偏差及相對折射率的大小。進一步，構建了該上皮組織模型的偏振后向散射光譜反演模型。針對反演模型的多參數(shù)、多極值、非線性，采用每代保留最優(yōu)個體的浮點遺傳算

3、法反演。結果表明：經(jīng)過70代反演迭代，每個參數(shù)的相對誤差趨于穩(wěn)定，最小的達到0.02﹪左右，最大的達到約為0.4﹪，并且參數(shù)反演結果是唯一和穩(wěn)定的。以組織模擬液Intralipid為研究對象，通過測量該模型的后向漫散射光的斯托克斯矢量，研究了不同方位的線偏振光及不同旋向的圓偏振光入射時，Intralipid的后向漫散射強度、偏振度的特征。結果表明：對不同的入射偏振態(tài)，Intralipid的后向漫散射強度、偏振度的空間分布具有方位選擇性，

4、且介質(zhì)濃度增加，后向散射強度增加，偏振度減小。進一步，提出了利用漫后向散射光隨線偏振光入射方位的變化來測量上皮組織模型表層的粒子尺寸分布及相對折射率。建立了偏振后向漫散射強度隨入射偏振方位變化的理論模型，并采用物理模型進行了實驗驗證。通過對測量數(shù)據(jù)的反演，結果證明：該方法避免了散射光譜術忽略介質(zhì)折射率隨波長變化的缺點，且能夠同時準確地抽取表層粒子的形態(tài)參數(shù)。最后，采用StokesVector–MuellerMatrix形式，建立了當無限