【摘 要】
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光学(波长为600～1100nm)手段是解决早期诊断和治疗心血管疾病、癌症等的有效途径之一。光学在临床疾病诊疗中的快速发展,又反过来促进了人们对生物组织中光传输基本规律的研究
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光学(波长为600～1100nm)手段是解决早期诊断和治疗心血管疾病、癌症等的有效途径之一。光学在临床疾病诊疗中的快速发展,又反过来促进了人们对生物组织中光传输基本规律的研究。当光与生物组织发生相互作用后,其光学特征会发生改变。而当组织的光学特性参数(吸收系数μa、散射系数μS、折射率n)不同时,光与组织相互作用后会呈现不同的规律。研究光在生物组织中的传输规律对光动力学疗法、疾病探测、生物成像等应用具有重要的指导意义。
本文主要测量吸收系数、散射系数、漫反射率、漫透射率,特别是生物组织漫反射率与漫透射率的分布规律。理论上运用Monte Carlo方法研究光子与生物组织相互作用的规律,模拟出了漫反射率与漫透射率的分布。实验中制备了用来代替真实生物组织,以便用于进行光学实验的固态仿体模型。运用分光光度计测量的仿体的光吸收,反演出不同质量分数的仿体的吸收系数和散射系数,得到了纯吸收体的质量分数与吸收系数的线性关系,以及纯散射体的质量分数与散射系数的线性关系。仿体模型以水晶树脂为衬底,C粉为吸收体,TiO2为散射体,制备了具有不同吸收系数的纯吸收体和具有不同散射系数的纯散射体,以及用纯吸收体和纯散射体合成的具有任意光学常数的混合仿体。用全反射法测量了仿体样品的折射率,为MC计算提供了真实的折射率值。用CCD探测了仿体的漫反射率与漫透射率的光强分布,发现病变组织的存在将改变原来光在健康组织中传播的规律,实验结果与理论模拟结果相吻合。本文所制备的固态仿体,易制作、耗时短、成本低、性质稳定,而且可以重复利用,值得进一步的研究、利用与推广,理论模拟结果对其它相关实验研究具有指导意义,对病变组织仿体的实验研究具有启发意义。
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