获取稳态/瞬态光漫射特性的分析系统及方法

摘要

本发明公开了一种获取稳态/瞬态光漫射特性的分析方法，属于生物医学工程学中的光学检测领域。本发明的分析方法利用易于获取的生物体中各组织光学参数和光学检测仪器的光源参数，描述生物体组织结构的矩阵和Monte Carlo模型来计算漫射特性，采用适用于多体素生物组织的光传输Monte Carlo方法，能够应用于复杂三维结构的生物体，具有较高精度和稳定性。其方法为设置漫射特性采样次数和采样间隔两个参量，并在记录模块设置引入光子移动计时功能，具有智能获取稳态/瞬态光漫射特性的特点。本发明还公开了一种获取稳态/瞬态光漫射特性的系统，包括参数输入模块、组织模型输入模块、漫射特性计算模块、漫射特性记录和模块以及漫射特性输出模块。

主权项

1.一种获取稳态/瞬态光漫射特性的分析方法，其特征在于，所述方法利用光在多体素生物组织中传输的Monte Carlo模拟方法，具体包括下列步骤：步骤A：设置采样次数和采样间隔两个参数，若选择获取稳态光漫射特性参数，则设置采样次数为1，且采样间隔大于光在目标生物组织中传输的总时间；若选择获取瞬态光漫射特性参数，则设置采样次数为大于1的整数，且采样间隔小于光在目标生物组织中传输的总时间；步骤B：将光分解成一定数目的光子，依次追踪每个光子在组织中的传输；在追踪每个光子的过程中，每当光子移动一步后，利用该步长度和该步所处组织的折射系数计算光子完成该步移动所用的时间，更新光子在整个生物组织中已经传输的时间，并根据采样间隔计算光子当前所处的采样间隔序数，并将光子在该步产生的光吸收加到光吸收矩阵的由所计算的采样间隔序数和空间位置决定的元素中；一旦光子逸出组织，将光子当前已经传输的时间记录到逸出光子信息中；步骤C：当所有光子的追踪完成后，将光吸收矩阵和逸出光子信息进行统计，并计算出相关的光漫射特性参量，然后输出。