用于重構宮頸組織光學參數(shù)的頻域逆蒙特卡羅模擬的研究.pdf

1、本論文以在頻域系統(tǒng)下無創(chuàng)測量宮頸組織的光學參數(shù)為核心內(nèi)容，首先介紹了光在組織中的傳輸理論；然后根據(jù)宮頸組織的特殊形狀等選取了合適的模擬模型及正向算法，重點研究了宮頸組織邊界信號的處理及頻域信號的提取方法；最后選取了一種新型的算法-微擾蒙特卡羅方法對組織光學特性參數(shù)的重構問題進行了研究，并從模擬和實驗兩方面對這種算法的有效性進行了驗證。具體包括： 一、從宏觀角度對組織光學進行了全面的整理和系統(tǒng)的描述，介紹了光在組織介質(zhì)中輻射傳輸?shù)?/p>

2、數(shù)學模型——漫射理論和蒙特卡洛模型等。 二、根據(jù)宮頸組織的物理形狀選取空心圓柱作為模擬模型，通過邊界處理及時域和頻域的轉(zhuǎn)化等工作在蒙特卡羅模擬的基礎上得到一定數(shù)目的光子經(jīng)過宮頸組織后的幅值和相位信息。 三、將微擾蒙特卡羅方法和一種非線性最小二乘法——-Levenberg-Marqurdt法相結(jié)合得到了組織光學參數(shù)重構算法，實現(xiàn)了吸收系數(shù)的快速精確重構。在單層均勻組織模型上，利用上述算法從幅值和相位數(shù)據(jù)反推得到了組織光學特

3、性參數(shù)中的吸收系數(shù)，利用數(shù)值模擬模型驗證了逆向重構算法的正確性，精度，抗噪性，魯棒性等；對同時重構吸收系數(shù)和散射系數(shù)的方法進行了探討：同時在雙層模型上也進行了一些研究。 四、使用印度墨水和Intralipid-10％溶液制作了較完善的宮頸組織模型，通過時間分辨測量得到了由組織體表面出射的光的幅值和相位，由逆向重構算法反演得到吸收系數(shù)值，通過分析模型光學特性參數(shù)實測值與理論值的誤差，提出了影響所求模型光學特性參數(shù)精度的若干誤差源，