生物组织光学性质的测量原理与技术
医学中的光学成像技术
医学中的光学成像技术医学成像技术一直是医学界的重要领域，它对于诊断和治疗有着不可替代的作用。
其中，光学成像技术是一种非常重要的技术手段。
近年来，随着科技的不断发展，光学成像技术的应用也不断拓展，从而为医学界的发展带来了新的机遇。
一、何为光学成像技术光学成像技术是通过对生物组织的光学性质进行探测、测量和解释，从而获得生物组织的空间分布信息和内部结构信息的一种非侵入式成像技术。
其基本原理是使用光学器件将光束照射到生物组织内部，通过测量光与组织相互作用后的变化，来推测组织内部的结构和成分。
光学成像技术包括近红外光谱成像、荧光分子成像、单光子发射计算机层析成像、激光扫描共焦显微镜、激光导航手术等几种主要技术方法。
二、光学成像技术在医学中的应用1.近红外光谱成像技术近红外光谱成像技术是将近红外光谱成像技术与影像处理技术相结合的一种新型医学成像技术。
近红外光谱成像技术可以用于对生物组织的氧合状态、血液含量以及呼吸活动等多个生理参数进行测量，从而为医生提供更为精确的医学诊断手段。
2.荧光分子成像技术荧光分子成像技术是通过使用荧光探针来标记某个生物分子，从而探测该生物分子在组织内的分布情况和数量变化的一种新型医学成像技术。
荧光分子成像技术不仅可以用于肿瘤的诊断和治疗，而且可以应用于神经疾病、心血管疾病、免疫疾病以及其他疾病的诊断和治疗。
3.单光子发射计算机层析成像技术单光子发射计算机层析成像技术是一种核医学成像技术，其原理是在生物体内注射含放射性同位素的药物，然后通过探测器观察放射性药物在人体内分布的情况从而实现成像。
目前，负载荧光标识的单光子发射计算机层析成像技术已经用于肝癌、乳腺癌、前列腺癌等多种癌症的诊断和治疗。
4.激光扫描共焦显微镜技术激光扫描共焦显微镜技术是一种光学显微镜技术，其原理是利用激光将组织内的荧光信号收集起来，从而实现对生物组织的非侵入式显微成像。
激光扫描共焦显微镜技术已经广泛应用于神经科学、生物学、医学等多个领域中。
生物医学光学课件
光学治疗技术的未来发展方向
总结词
光热治疗与光动力治疗
VS
详细描述
光学治疗技术是利用光能对疾病进行治疗 的方法，包括光热治疗和光动力治疗等。 未来发展方向包括提高治疗效率、降低副 作用、开发新型光学治疗手段等。
生物医学光学与其他领域的交叉研究
总结词
跨学科融合
详细描述
生物医学光学与物理学、化学、工程学等多 个领域有着密切的联系，跨学科交叉研究为 生物医学光学带来了新的研究思路和方法。 例如，生物医学光学与纳米技术的结合，为 药物输送和肿瘤治疗提供了新的可能性。
光路调整
实验中需要调整光路，确保激光光束 的聚焦和准直，以及确保样本和检测 器之间的光路畅通。
数据处理与分析
实验结束后，需要对采集到的数据进 行处理和分析，包括背景消除、信号 提取、光谱拟合等。
实验结果分析与解读
数据分析
01
对实验数据进行统计分析，提取有用的信息，如荧光光谱的峰
值位置、强度等。
结果解读
02
生物医学光学的基本原理
光的性质与生物体的相互作用
01
02
03
光的波动性
光在生物组织中传播时， 表现出波动性质，如干涉、 衍射和折射等。
光的粒子性
光与生物分子相互作用时， 表现出粒子性质，如能量 传递和光子吸收等。
光的热效应
光能被生物组织吸收并转 化为热能，影响组织温度 和生理功能。
生物组织的光学特性
02
根据实验结果，分析荧光光谱、拉曼光谱等的特点和意义，以
及它们与样本性质之间的关系。
应用拓展
03
根据实验结果，探讨生物医学光学技术在临床诊断、药物筛选
等方面的应用前景和局限性。
生物医学光学第四组-活体成像技术课件
05
CATALOGUE
活体成像技术的应用案例
肿瘤研究
肿瘤标记物检测
利用活体成像技术检测肿瘤细胞表面或内部的标记物，实现肿瘤 的早期发现和定位。
肿瘤生长与扩散监测
通过定期对同一只动物进行成像，观察肿瘤的生长、转移和扩散 情况，评估治疗效果。
药物疗效评估
通过比较治疗前后肿瘤的大小、形态和荧光强度等指标，评估药 物治疗的效果。
02
药物代谢与分布研 究
研究药物在体内的代谢过程、分 布情况以及与靶点的结合情况， 为新药研发提供依据。
03
毒理学研究
通过观察药物对生物体的毒性作 用和损伤情况，评估药物的毒性 和安全性。
生物医学工程与再生医学研究
组织工程与再生医学
利用活体成像技术观察组织工程材料在体内的降解和再生过程，为 组织工程和再生医学研究提供支持。
未来活体成像技术将进一步提高灵敏度和 分辨率，以便更准确地检测和诊断疾病。
通过改进技术和设备，降低活体成像技术 的成本和时间成本，使其更具有实际应用 价值。
拓展应用范围
与其他技术的结合
未来活体成像技术的应用范围将进一步拓 展，不仅局限于医学领域，还将应用于生 物学、农业等领域。
未来活体成像技术将与其他技术如基因测 序、蛋白质组学等相结合，形成更为综合 的生物医学检测和分析方法。
活体成像技术可以实时监测生 物体内的情况，有助于及时发
现和诊断疾病。
无创无损
活体成像技术通常不需要侵入 生物体内，因此对生物体无创
伤、无损害。
高灵敏度
活体成像技术具有高灵敏度， 可以检测到生物体内微小的变
化。
可视化效果
活体成像技术可以将生物体内 的变化以图像的形式直观地展 现出来，便于观察和理解。
生物光学与光子学
生物光学与光子学是两个不同的领域，但它们都涉及到光学光子学，即关于光和光子的科学研究。
生物光学研究的是光在生物体内的传播及其与生物体相互作用的过程，而光子学研究的是光子的性质及其在信息传输与处理中的应用。
首先，我们来了解一下生物光学。
生物光学是研究生物体内光学性质，即光在生物组织内的传播，散射，吸收，反射和折射，以专业术语来说，就是光在组织中的传输和相互作用过程。
人眼是生物光学领域中的研究对象之一，而视网膜则是它的研究重点。
关于视网膜中的视杆细胞和视锥细胞如何检测和处理光的信息，引起了科学家们极大的兴趣。
因此，生物光学涉及到不同的学科领域，包括生物学，医学，物理学和工程学等。
生物光学在医学领域的应用非常广泛，如光学成像、光学诊断、激光手术等。
比如，医生可以利用光学显微镜来进行显微手术，因为它可以提供更高的清晰度和更高的精确度。
同时，光学显微镜比传统的显微镜成本更低，便于推广和应用。
其次，我们来了解一下光子学。
光子学是研究光和光子的相互作用的学科，它主要研究光的产生、传输、检测、处理以及应用等方面的问题。
光子学是半导体器件工业、通信技术行业核心的关键技术之一，应用非常广泛，例如，研发光纤通信、半导体激光器、光电子器件、光伏电池等领域。
同时，光子学还可以应用于量子计算、光子晶体、纳米技术、太阳能电池等研究领域。
光子学在通信技术领域中的应用是比较广泛的。
我们都知道，光纤通信是现代通信技术中的重要组成部分之一。
利用光纤传输信号有以下优点：首先，它可以大幅度提高数据传输的速度和带宽。
其次，它的信号干扰较小，抗干扰能力比较强。
因此，光纤通信技术成为现代通信技术中必不可少的一部分。
此外，光子晶体也是光子学研究的重要方向之一。
光子晶体主要是利用材料的结构来控制光的传输和光学性质，可以应用于信号传输、传感和信息存储等技术领域。
目前，光子晶体技术的研究已经取得了很多进展，如应用于分子动力学模拟、集成光纤、可重构光子晶体等。
OCT(光学相干层析成像)原理
1993年，第一台商 用OCT系统上市。
2000年代以后， OCT技术逐渐拓展 到其他医学领域， 如皮肤科、妇科等。
OCT技术的应用领域
眼科
OCT技术广泛应用于眼科疾病 的诊断和治疗，如黄斑病变、
青光眼、白内障等。
皮肤科
OCT技术可以用于皮肤肿瘤、 皮肤炎症等疾病的诊断和治疗 。
妇科
OCT技术可以用于子宫颈癌、 卵巢癌等妇科疾病的诊断和治 疗。
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OCT的层析原理
OCT通过测量反射光和透射光的干涉信号来获取样品的层 析结构。干涉信号的强度与参考光束和样品光束的光程差 有关，通过测量不同延迟时间下的干涉信号，可以重建样 品的层析结构。
OCT的层析过程通常采用频域OCT或时域OCT技术实现。 频域OCT通过快速扫描光学频率来获取干涉信号，而时域 OCT则通过快速扫描参考光束的延迟时间来获取干涉信号 。
03 OCT系统组成
光源模块
01
02
03
光源选择
OCT系统通常使用近红外 光波长的激光作为光源， 如800-1300nm波长范围。
光源输出功率
光源模块需要提供稳定的 输出功率，以保证OCT系 统的成像质量。
光谱特性
光源应具有较窄的光谱宽 度，以提高OCT系统的分 辨率。
扫描模块
扫描方式
扫描模块负责将光源发出 的光束扫描到待测样品上， 实现层析成像。
OCT图像的定量分析
厚度测量
OCT图像可以用于测量组织的厚度，通过对不同层次反射信号的 识别和测量，可以获得组织厚度的定量数据。
折射率计算
OCT设备通过测量光在组织中的传播速度，可以计算出组织的折射 率，这对于判断组织性质和生理状态具有重要意义。
光学技术在生物医学中的应用
光学技术在生物医学中的应用随着科学技术的进步和现代医学的快速发展，光学技术在生物医学中的应用的重要性日益凸显。
光学技术不仅能够帮助医生更准确而便捷地诊断疾病，还能够进行生物成像、疾病研究等方面的应用。
光学技术已经成为了现代医疗中不可或缺的一部分。
1. 生物成像光学技术在生物成像方面的应用至关重要。
通过使用激光技术或其他高精度光学技术，医生们可以在不损伤生物组织的前提下，获得对人体或动物的高质量生物图像。
这对于研究生物系统的真正工作原理和结构，以及识别和量化疾病的影响都非常有用。
例如，光学相干断层扫描技术（OCT）可以在眼科上用来诊断各种眼病，包括青光眼和白内障，同时还可以用于心血管成像，以便帮助医生更好地诊断伤口和疾病。
类似地，多光子显微成像（MPMI）技术也可以用来捕捉三维组织结构。
同时，这项技术可以利用非线性光学的特点，获得细胞生理和生化性质的信息以及获得生物分子进化过程图像等生物信息。
2. 具有生物成像的显微镜光学显微镜也可以扩展成具有生物成像的显微镜，以满足研究和诊断的更高需求。
结合机器学习和人工智能技术，可以对所获得的生物图像进行高精度的分类和分析。
相较于传统显微镜和成像技术，光学技术可以使产生的生物图像更加真实、高清晰度，有助于在更低的成本和更短的时间内获得更精准的生物学信息。
一个很好的例子是，自旋共振成像技术（MRI）结合多光子显微技术（MPMI），可以制造荧光显微体系来探查大鼠神经元的信号通讯过程。
同时，血红蛋白荧光成像也可以在无创、无损伤条件下对人体的微小血管网络进行评价和分析，使医生们更准确地对血管系统进行评估和检查。
3. 测量器与分析器光学技术还可以用于疾病的诊断和分析。
利用不同的光学测量机和分析仪，可以在疾病诊断中提供易于检测和处理的生物分子信号，如必须存在的多声波，通过血液透析的色度学信号以及其他基于光学性质的生物分子分析。
这些信号可以极大地改善疾病的早期发现和治疗，同时也可以使诊断和治疗流程更加有效。
生物组织的光学特性及其测量技术
的衰减 系 数 . 测 量 方 法 原 理 框 图 如 图 1（ a）所
示，其实验结果与光束几何形状、样品特性、探
测方案和边界的多次反射等因素有关 . 图 1（b）
给出了有效散射系数或有效注入深度的测量方法，
它利用填隙式探测器测量辐射通量的变化率，这
种方法很常见，需注意的是光纤探测器必须定位
在被辐照样品内光扩散区域内，并远离光源和边
35
═════════════════════════════════════════════════════════════
是一个余弦漫反射面，入射到球内壁某点的光将
均匀地分布到球壁的其余部分 . 对于光强为 P 漫
反射光，如图 4 中①所示，则经过球壁第一次反 射后其光强为 mP，其中 m 为球壁的反射系数 .
300nm 波段大多数生物组织的典型 g 值为 0.8 ～ 0 . 95［4 ～ 5］.
光在组织中的注入还可由有效衰减系数 µeff （mm - 1）或其倒数即有效注入深度δ（mm）来表
述，基于传输理论有［3］：
δ= 1 µeff
=
ﾍ3µa ［µa
1 +µs （1
-
g）］
（2）
当光子在组织中注入深度满足 z >δ 时，光
此光将均匀分布于球内壁其余部分，并被第二次
反射，考虑球内壁、探测器、样品等吸收和透射
出球外，此时光强为： r
Ad A
mP
+
mαmP
+
Rd
Ad AmP=源自mPF，其中， F=r
Ad A
+
mα +
Rd
As A
，α
=
1
生物组织中的光穿透深度_李晖
1 .10
4.2
从表 1 可见 , 如果穿透深度被定义为宽光束平
行光照射下组织内光能流率衰减到与入射的光能流
率相比为 1/ e 时的深度时 , 那么穿透深度将不再是 由(3)式所给出的基本光学性质参数的导出量 δ, 而 是这个量的若干倍数 。
2 .各向同性点光源光束入射到无穷大组织介质 中的情形 当考察点 r 远离光源时 , 也可以用漫射 理论描写光分布 , 得到的解为
(2)
δ=
1
3 μa(μa +μs(1 -g))
(3)
(3)式就是(有效)穿透深度现有含义 , 也是所有文献
所采用的定义 。它在许多情况下被想当然地解释为
组织内光能流率被衰减为入射光能流率 0(也有人
用内表面光能流率 1)的 1/e 时从组织表面(Z = 0)算起光传输的距离 。 我们以为 , 这实际上是一个
是通常所关心的治疗深度(范围)。
综上所述 , 现有文献所采用(有效)穿透深度的
定义在许多情况下被误会为组织内光能流率被衰减
为入射光能流率或表面光能流率 1/e 时光传输从组 织表面算起的距离 。现有穿透深度的定义不过是描 写漫射理论的由基本光学性质参数导出的一个特征
量 , 在描写光的真正穿透深度上 , 它既不具有普遍意
不是恒定的 , 而是因照射方式而异的 。 因此 ,(3)式所给出的定义基于漫射理论 , 不过
是描写漫射理论的由基本光学性质参数导出的一个
特征量 , 只有以宽平行光束照射为前提 , 才与真正意
义的穿透深度有一定的比例关系 。如果穿透深度被
定义为与入射的光能流率有关的话 , 那么穿透深度
将不再仅是基本光学性质参数的导出量 , 而是兼与
当生物组织的光学性质参数已知 , 照光的具体 细节给定后 , 生物组织内的光能流率分布可以由有 关的 传输 模型 惟一 地确 定[ 4] 。 一般 情况 下 , 只 能 给出数值解 。根据已有的研究成果 , 已经大 致了解
眼科光学生物测量仪 原理
眼科光学生物测量仪原理
眼科光学生物测量仪是一种用于测量和评估眼部健康的设备。
它的原理是基于光学原理和生物测量学，通过测量眼睛的各种参数来帮助眼科医生做出准确的诊断和治疗决策。
光学原理是眼科光学生物测量仪的基础。
光线在眼睛中传播时会发生折射和散射，测量仪利用光的特性来测量眼部结构和功能。
例如，测量仪会利用光的折射原理来测量角膜的曲率和屈光度，以及眼球的长度和形状。
这些参数对于判断近视、远视和散光等屈光错误非常重要。
生物测量学是眼科光学生物测量仪的另一个关键原理。
眼科医生会根据人眼的生理特征来判断眼部健康状况。
测量仪通过测量眼部的各种参数，如眼压、瞳孔直径和视野范围等，来评估眼睛的健康状况。
这些参数可以帮助眼科医生诊断和监测眼部疾病，如青光眼和白内障等。
眼科光学生物测量仪的原理使其成为现代眼科诊疗的重要工具。
它能够提供快速、准确和非侵入性的眼部测量数据，帮助眼科医生做出更准确的诊断和治疗决策。
同时，它还可以监测眼部健康状况的变化，及时发现和处理眼部疾病。
眼科光学生物测量仪基于光学原理和生物测量学，通过测量眼部的各种参数来评估眼睛的健康状况。
它的原理使其成为现代眼科诊疗
的重要工具，为眼科医生提供了准确、快速和非侵入性的眼部测量数据。
通过使用眼科光学生物测量仪，我们能够更好地了解和保护我们的眼睛健康。
光学相干断层成像检验技术
光学相干断层成像检验技术张宁;黎智辉;许小京【摘要】光学相干断层成像技术（optical coherence tomography, OCT）是一种新型的利用生物组织散射光相干原理的光学成像技术，具有无损、断层成像、高分辨率、易小型化等特点。
它的原理类似于超声成像，不同之处是它利用的是光，而不是声音。
OCT 技术最早和最成熟的应用是在医学成像领域，随着技术的进一步发展，它逐渐在非生物医学领域也开始出现相关研究。
在法庭科学领域，物证检验技术正朝着低损、快速、高精度的方向发展。
光学影像检验技术是最重要的物证检验手段之一，其在物证的快速搜索、发现、提取和分析方面具有独特优势。
OCT 技术以其三维高分辨断层成像能力，拓展现有的物证检验手段和能力，得到越来越多法庭科学研究者们的关注，显示出广阔的应用前景。
本文介绍了 OCT 技术的概念、原理、技术手段和类别，综述了利用 OCT 技术进行法庭科学研究的报道，列举了 OCT 技术在指纹显现增强、假币鉴别、油画鉴定、纹身鉴别、血斑分析、死亡时间推断、枪弹检验等方面的应用。
相信其在物证检验实践中将显示出重要的作用。
%ABATRACT: Optical coherence tomography (OCT), an imaging system very similar to ultrasound by use of light instead of sound, is an emerging technology for non-invasive, high resolution and cross-sectional imaging based on low-coherence interferometry. In the past, OCT has been widely applied in medical imaging, especially in ophthalmology, cardiology, dermatology and gastrointestinal observation. Yet, its ability to provide three-dimensional tomographic images is also rendering it attractive for applications beyond the medical. In practice, the forensic imaging technology plays an important role in searching, extracting andanalyzing the evidence with merits of non-invasiveness, high speed and high precision. Thus OCT, competent to explore the internal features of an object with micro-meter resolution, will greatly expand the scope of current evidence examination technology, showing a broadly applicable prospect. In this review, we will introduce the basic concepts, principles, categories of OCT technology and a detailed introduction of the so far presented OCT-based methods and applications, ranging from fingerprint imaging, counterfeit banknote detection, easel painting examination, tattoo inspection, bloodstain volume determination, post-mortem interval and bullet imaging. Owing to the characteristic of non-invasive and cross-sectional imaging, OCT is able to detect artificial fingerprint, counterfeit banknote, forgery painting and tattoo. Besides, capable of 3D high resolution imaging, OCT can provide promising applications in high quality imaging and quantitative analyzing, including multi-layer tomography extraction, determination of the volume of bloodstain in the crime scene, image obtainment of the human hair with ultrahigh resolution, estimation of the post-mortem interval and non-contact examination of bullets. Furthermore, OCT techniques have many other advantages as an advanced imaging method with high potential for future forensic applications, for example, the use of near infrared light enabling the non-invasive and non-contact imaging of sample to keep the integrality and authenticity of evidence. Meanwhile, the ability to realize 3D high-resolution cross-sectional imaging will reveal more precise information for sample to authenticate and identify. Moreover, OCT, via extracting differentproperties such as the spectrum, elasticity and polarization, can achieve diversified functional imaging to further improve the image contrast in demonstrating its appropriateness for forensic imaging.【期刊名称】《刑事技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】8页(P409-416)【关键词】法庭科学;刑事影像技术;光学相干断层成像【作者】张宁;黎智辉;许小京【作者单位】公安部物证鉴定中心，北京 100038;公安部物证鉴定中心，北京100038;公安部物证鉴定中心，北京 100038【正文语种】中文【中图分类】DF793.2光学相干断层成像技术（optical coherence tomo graphy， OCT）是20世纪90年代初发展起来的无损、高分辨、非侵入式的成像技术［1］，是利用生物组织散射光相干原理成像的介观（微米尺度）活体组织高分辨率成像和观测手段。
生物光学研究
生物光学研究生物光学是一门研究生物体如何发出、传播和接收光的学科。
通过对生物光学的研究，我们可以更好地了解生物体内发生的光学现象，揭示生物体结构和功能之间的关系，以及开发利用光学技术用于生物医学、环境保护和生物工程等领域。
一、光学在生物体中的应用生物体中的光学现象非常广泛，包括生物体的色彩、光感应、折射和散射等。
在生物体中，光学现象起着重要的生理和生态功能。
例如，动物的体色和斑点往往与其繁殖、求偶和保护等行为有关；植物的叶片颜色和表面结构决定了其光合作用效率和适应环境的能力。
二、生物体的光学结构与功能生物体内存在着各种各样的光学结构，这些结构在光的传递和处理上发挥着重要的作用。
例如，鸟类的羽毛和昆虫的翅膀等结构可以通过表面的微观结构和色素颜色来控制光强、色彩和反射效果，从而具备保护、伪装、警示和吸引等生态功能。
另外，一些生物体内的细胞和组织结构也具有特殊的光学功能，如眼睛中的晶状体可以调节入射光线的聚焦距离，使得生物体可以清晰看到远近物体。
三、生物光学在医学领域的应用生物光学的研究不仅在生态环境中有重要意义，还在医学领域有着广泛的应用前景。
生物光学技术可以通过非侵入性手段观察和检测生物组织的光学特性，从而为医学诊断和治疗提供重要的信息。
例如，近红外光谱技术可以用于探测肿瘤组织的血液供应情况，从而实现早期癌症的检测和治疗；光学相干断层扫描技术可以生成体内组织的高分辨率断层图像，用于眼科疾病的早期诊断和治疗。
四、生物光学的环境保护应用生物光学的研究对于环境保护也具有重要的意义。
通过对生物体的光学性质的研究，可以揭示生态系统中的能量传递和物质循环等生态过程。
同时，光学技术可以应用于水质检测、大气污染监测和微生物观测等环境保护领域。
例如，利用光学传感器可以快速、准确地检测水体中的有害物质浓度，以提高水质监测的效率和准确性。
五、生物光学的生物工程应用生物光学技术在生物工程领域也有广泛的应用。
通过对生物体内的光学特性的研究，可以为生物工程领域的细胞培养、疾病治疗和生物传感器等提供新的方法和技术。
生物组织的超声调制光学成像技术
生物组织的超声调制光学成像技术朱莉莉;林洁清;李晖【摘要】具有超声定位的高空间分辨率和光学检测的高灵敏度的超声调制光学成像技术是一种有前途的无损的生物组织成像技术.文章阐述了该技术的成像原理,评述了前人在散射介质中声光作用机制的理论研究;介绍了该领域在技术路线上的最新研究进展;最后总结了超声调制光学成像技术的优点并展望了其在生物医学领域的应用前景.%Ultrasound-modulated optical tomography, which has the advantages of optical contrast and ultrasonic resolution, is a promising noninvasive tomography in biological tissue. The ultrasound-modulated optical imaging mechanism and theoretical investigation progress of this technique are introduced. The newest research progress in imaging system is reported. Finally, the merits of acoust-optical tomography are summarized and the applied prospect of biomedical tomography is discussed.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2012(021)003【总页数】5页(P193-197)【关键词】超声调制;光学成像;生物组织;无损【作者】朱莉莉;林洁清;李晖【作者单位】福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福建师范大学物理与光电信息科技学院,福建福州 350007;福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福建师范大学物理与光电信息科技学院,福建福州 350007;福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,福建师范大学物理与光电信息科技学院,福建福州 350007【正文语种】中文【中图分类】O426.3;Q631生物组织的结构特征、功能等是医学临床诊断的重要依据。
光谱的测量原理和应用
光谱的测量原理和应用1. 引言光谱是指将物质发射、吸收或散射光按照波长进行分解和测量的方法。
光谱的测量原理和应用广泛应用于物理、化学、生物学等领域。
本文将介绍光谱的测量原理和一些常见的应用案例。
2. 光谱的测量原理光谱的测量原理基于物质对不同波长的光的吸收、散射和发射特性。
常见的光谱测量方法包括衍射光谱仪、干涉光谱仪和光栅光谱仪。
2.1 衍射光谱仪衍射光谱仪是利用光的衍射现象进行测量的一种方法。
它通过将入射光束进行衍射，然后通过光学元件将衍射光束聚焦到检测器上，进而测量出不同波长的光的强度。
衍射光谱仪具有高分辨率和较大的波长范围的特点，常用于红外光谱和紫外光谱的测量。
2.2 干涉光谱仪干涉光谱仪是利用光的干涉现象进行测量的一种方法。
它通过将光束分成两个相干的光束，其中一个光束经过样品或被测物体后再重新合成，然后测量合成光束的强度变化来分析样品的光谱信息。
干涉光谱仪具有较高的精度和分辨率，常用于光学薄膜的测量和光学显微镜的应用。
2.3 光栅光谱仪光栅光谱仪是利用光的色散性质进行测量的一种方法。
它利用光栅的特殊结构，将入射的光分散成不同波长的光线，然后通过光学元件将分散后的光线聚焦到检测器上，从而获得光谱信息。
光栅光谱仪具有较高的分辨率和波长范围，常用于光谱分析和光学测量。
3. 光谱的应用光谱的测量原理为很多领域的研究和应用提供了基础。
以下是一些常见的光谱应用案例。
3.1 化学分析光谱在化学分析中广泛应用。
通过测量物质在不同波长下的吸收或发射特性，可以确定物质的成分和浓度。
常见的化学分析光谱包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱。
3.2 材料表征光谱在材料表征中具有重要的应用价值。
通过测量材料在不同波长下的吸收、散射或发射特性，可以获取材料的结构和性能信息。
常见的材料表征光谱包括透射电子显微镜光谱、X射线衍射光谱和核磁共振光谱。
3.3 生物医学研究光谱在生物医学研究中也有着重要的应用。
通过测量生物组织或细胞在不同波长下的吸收或发射特性，可以研究生物体的结构和功能。
偏振光成像技术在生物组织检测中的应用研究
偏振光成像技术在生物组织检测中的应用研究摘要：偏振光成像技术是一种非侵入性的光学成像技术，广泛应用于生物医学领域的生物组织检测中。
本文将重点探讨偏振光成像技术在生物组织检测中的应用，包括其原理、优势以及在疾病诊断和治疗方面的潜在应用。
1. 引言生物组织检测是生物医学领域的一个重要研究方向，它对于疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义。
近年来，偏振光成像技术作为一种非侵入性、高分辨率的成像技术被广泛应用于生物组织检测中。
它可以提供关于组织结构、功能及代谢状态的有用信息，有助于生物组织的病理变化的研究和疾病的早期诊断。
2. 偏振光成像技术原理偏振光成像技术利用光的偏振性质来探测生物组织中的形态和组织状态变化。
光是由电磁波组成的，其电场矢量的方向和振幅随时间变化。
偏振光成像技术通过探测和分析光在生物组织中的传播和相互作用过程，获得有关组织内部结构及其性质的信息。
3. 偏振光成像技术在生物组织检测中的优势偏振光成像技术具有很多优势，使其成为生物组织检测的理想工具。
首先，它是非侵入性的，不会对被检测的生物组织产生任何损伤。
其次，偏振光成像技术具有高分辨率和高灵敏度，可以提供详细的组织结构信息。
此外，偏振光成像技术还具有实时成像的能力，对于迅速检测疾病的发展和治疗效果具有重要意义。
4. 偏振光成像技术在疾病诊断中的应用4.1 皮肤疾病诊断偏振光成像技术在皮肤疾病的早期诊断和治疗中具有很大的潜力。
通过测量皮肤中的光的偏振特性，可以检测到皮肤中纤维组织的改变、血液流动情况以及血管的密度等信息。
这些信息对于皮肤癌等疾病的诊断具有重要意义。
4.2 癌症检测与监测偏振光成像技术在癌症检测与监测方面也有很大的应用前景。
癌细胞与正常细胞在光学性质上具有不同的特点，偏振光成像技术可以通过探测光的偏振状态的变化来区分癌细胞和正常细胞。
这对于早期癌症的诊断和治疗具有重要意义。
5. 偏振光成像技术在疾病治疗中的应用除了在疾病诊断中的应用，偏振光成像技术还可以在疾病治疗中发挥重要作用。
生物组织光学特性的时间分辨透射测量
为基 础 ， 用 实 验 数 据 确 定 表 征 组 织 光 学 性 质 的参 利
彭 亦 学 刘小 林 。 ，
（． 州 工 业 大 学 基 础 部 ， 国 贵 州 贵 阳 ５ ０ ０ ；． 济 大 学 物 理 系 ， 国 上 海 １贵 中 ５０ ３ ２ 同 中 ２０９） ０ ０ ２
摘 要 ： 于时域漫射 理论 ， 基 提出一 种用透射光来 确定生物组织光学 特性 的方 法 。 通过对生 物组 织的模拟测量 ， 结
果 表 明 ： 方 法具 有 算 法 简 单 、 度 快 、 度 高 等 优 点 ， 比 较 了 透 射 和 反 射 两 种 测 量 法 的 精 度 。 此 速 精 并
关 键 词 ： 射理论 ； 漫 时间分辨 透射 ； 生物组 织 ； 光学特 性
中图分 类 号 ： ３ Ｑ６
文献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０７７４ ２０）０—６—４ １０—１６（０２ ５３４０
数（ 常称 为逆 问题 ） 。生物 组 织 的光 学特 征 参数 主要
动 力学 治疗 中都 需 了解 组 织 的 光学 参 数 ， 以便 预 先模拟光在组织中的分布， 因此 对逆 问题 的研 究 尤
为迫 切 。 生物 组 织光 学 特性 测 量 的方 法多 为测 量 光 的空
有相 对折 射率 ｎ 吸收 系 数 、 、 散射 系 数 和各 向异
ｒ ｏｌ ｅ ｒ ｎｓ ｉｓｏｎ ｗａｓ ｐｒ ｓ ｎｔ ｄ． ｔ ｓ ｖｅ ｉｉｄ ｂｙ ｕｓｎ ｔ ｉ ｅ ｒ ｓ ｌ ｄ ｄａ ａ ｆ ｏ ｏｎ ｅ Ｃａ ｌ ｉ ｕ ａ ｉ ｎｓ ｅｓ ｖ ｄ ｔ ａ ｍ ｓ ｉ ｅ ｅ ｅ Ｉ ｉ ｒｆｅ ｉｇ ｈｅ ｔｍ － ｅ ｏ ｖｅ ｔ ｒ ｍ Ｍ ｔ ｒｏ ｓｍ ｌ ｔｏ ．
人体生物光学特性研究
人体生物光学特性研究随着科技的不断发展，人们对人体生物光学特性的研究也越来越深入。
人体生物光学特性研究是生物医学领域中的一个分支，主要是研究人体内部的光学特性，为医学影像学、光学传感器等多个领域提供基础支持。
一、人体生物光学特性的基本概念人体生物光学特性是指波长范围在可见光和红外光之间，且与人体组织相互作用的光学性质和现象。
这些光学特性包括吸收、散射、透射、发射、反射等多种形式，这些特性可以通过常见的测量方法得到。
人体组织在可见光和红外光范围内的光学特性是非常复杂的，主要由组织的形态、组织的成分和分布以及光的波长等因素决定。
人们通过研究人体组织的生物光学特性，可以获得重要的生物医学信息，如皮肤的纹理、光导探针的分布和组织的代谢状态等。
二、人体生物光学特性在医学影像学和生物传感器中的应用1. 医学影像学人体生物光学特性研究在医学影像学领域中得到了广泛应用。
医学影像学技术包括X线成像、CT、MRI和PET等多种技术，这些技术旨在处理不同波长范围的光学信息。
其中，受限于较低的剂量和不需要使用有害的钡剂等优点，X线成像在医学影像学中的应用范围最广泛。
而在对癌症和心血管疾病等研究中，往往需要对影像进行术前策略规划和诊断确认，这时便需要使用较高剂量的X线成像或者其他成像技术。
2. 生物传感器生物传感器是依靠先进的生物技术和传感器技术，利用生物体内的生理变化来检测某些生物化学成分或其他信号，如葡萄糖、血脂等生物分子。
人体内的光学特性变化往往可以被传感器感知和记录下来，这些感知和记录过程有利于分析分子浓度和代谢状态等生物信息。
在该领域的应用中，生物体光学特性的研究成为成为调查和开发的重要指导。
三、未来的发展方向随着人们对人体生物光学特性的研究越来越深入，未来该领域的研究方向也将会更加广泛。
未来将会有更多的研究关注于人体光学特性的影响因素，如性别、年龄、体积、代谢状态等；另外，也将会有更多新的生物医学应用领域被发现和研究，如植入式光学传感器、光功率计等。
生物学检测技术的研究与发展趋势
生物学检测技术的研究与发展趋势生物学检测技术是指利用生物学或生物化学的原理，通过检测细胞或分子的特定属性来确定其存在或状态的技术方法。
它在医学、食品、环境、生命科学等领域中具有广泛的应用和重要意义。
随着技术的不断更新和发展，生物学检测技术也在不断地发展和完善，其研究和发展的趋势主要有以下几个方向。
方向一：高通量技术高通量技术是指快速处理大量样本并同时获得大量数据的技术。
这种技术在生物学检测中非常重要，因为它可以提高检测效率和精度。
例如，单细胞RNA测序就是一种高通量技术。
它可以快速地测定单个细胞的mRNA输入，以进一步理解细胞异质性。
方向二：微流控技术微流控技术是指利用微米尺度的通道和控制元件去操作、测量和分析微量液体或生物学分子的技术。
在生物学检测中，它可以快速分析和测量细胞和基因形态、功能等信息。
例如，基于微流控芯片的检测方法可以快速的检测血液循环肿瘤细胞，检测其数量、形态、毒性等。
方向三：生物传感器及纳米技术生物传感器是利用生物传感材料和物理传感器相结合来检测分子的浓度等信息的技术。
纳米技术包括制造纳米尺度的材料、器件和系统，它在生物传感器制造方面具有重要的作用。
例如，基于纳米颗粒的生物传感器可以用来检测DNA和蛋白质，在艺术品保护、疾病监测、环境监测等领域中都有着广泛的应用。
方向四：光学检测技术光学检测技术是指利用光学测量原理检测生物分子、细胞和组织的技术。
它具有非侵入性、无辐射、操作方便等优点。
近年来，由于技术的进步，光学检测技术在生物学检测中得到了广泛应用。
例如，双光子显微镜技术可以在非破坏性条件下观察细胞和组织的动态过程，并且对于生命科学和生物医学领域提供重要的信息。
方向五：分子影像技术分子影像技术是一种通过分子标记物来检测疾病和生理过程的技术。
例如，在医学领域中，分子影像技术可以用于对肿瘤的治疗进行跟踪和评估，促进治疗过程的指导和优化。
在这项技术中，标记物在被注入身体之后依据不同的性质可以在相应的位置被检测到。
物理学与生命科学物理学在生命科学中的应用
物理学与生命科学物理学在生命科学中的应用物理学与生命科学：物理学在生命科学中的应用引言：物理学是自然科学的一门重要学科，它研究物质和能量的原理、性质和相互关系。
而生命科学则是研究生命现象和生物体的结构、功能和演化等方面的学科。
两者看似独立，但实际上物理学在生命科学中发挥着重要的作用。
本文将探讨物理学在生命科学中的应用，并分析其重要性。
一、生物电生理学和电生物学生物电生理学研究生物体的电生理现象，如神经元的电信号传导，心脏的电活动等。
物理学通过电路理论、电动力学和信号处理等方法，揭示了生物信号的生成、传播和计算等机制，为生物体的神经、心血管等系统的研究提供了基础。
电生物学是生物体利用电进行生命活动的一个重要研究领域。
例如，物理学家发现草履虫在电场中会向远离电源的方向运动，这种现象启发了科学家研究人类细胞的电性质，并在医学中应用于细胞治疗和肿瘤治疗等领域。
二、核磁共振成像（MRI）核磁共振成像是一种通过磁场和无害的无线电波来观察人体及动物内部构造的无创性成像技术。
它广泛应用于医学中，可以用于检测疾病、诊断肿瘤以及观察人体器官和组织的结构与功能。
通过核磁共振技术，物理学家和生物学家可以探索和研究生物体内部的结构和运动，加深对生命过程的理解，并为治疗疾病提供指导和依据。
三、生物光子学生物光子学是生物体光学性质及其在生命科学中的应用的研究领域。
物理学家利用光学原理和技术，研究了生物组织的光学特性、光散射、生物荧光和生物光学成像等问题。
通过生物光子学的研究，我们可以非侵入性地观察和测量活体组织的生理过程、分子动力学以及生化反应等现象，为生命科学和医学研究提供了新的手段和技术。
四、微流体力学微流体力学研究微尺度环境下流体的流动和相互作用。
物理学家通过微流体力学的方法，可以研究和模拟细胞内的流体运动、细胞和原生质流体的相互作用等现象。
这一领域的发展为细胞生物学、生物化学等学科提供了新的研究工具和理论支持，同时也推动了微流体芯片等微纳技术在生命科学研究中的应用。
计量技术在生物医学工程中的应用考核试卷
9. ABCD
10. ABCD
11. ABCD
12. AB
13. ABC
14. ABCD
15. ABCD
16. ABCD
17. ABCD
18. ABCD
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1.生物传感器
2.放大器
3.气压
4. MRI
5.光谱分析
6.近红外光谱技术
7. PCR
8.电化学传感器
计量技术在生物医学工程中的应用考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种技术不属于计量技术在生物医学工程中的应用？()
A.光电传感器
B.压电传感器
C.热敏传感器
D.电容传感器
5.下列哪项不是生物医学成像技术的应用？()
A. X射线成像
B. CT扫描
C. EEG成像
D. B超成像
6.用于心脏电生理研究的计量技术是？()
A. MRI
B. EEG
C. ECG
D. PET
7.以下哪种计量技术可以用于无创血糖监测？()
A.光谱分析
A.荧光光谱法
B.磁共振成像
C.单光子发射计算机断层扫描
D.分光光度法
17.计量技术中，哪项技术可以用于监测人体的生物电信号？()
A.心电图(ECG)
B.脑电图(EEG)
C.肌电图(EMG)
D.以上都是
18.以下哪种技术通常用于生物医学工程中的三维成像？()
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第16卷第4期1997年12月中 国 生 物 医 学 工 程 学 报CH I N ESE JOU RNAL O F B I OM ED I CAL EN G I N EER I N GV o l.16N o.4D ecem ber1997生物组织光学性质的测量原理与技术3谢树森 李 晖(福建师范大学物理学系,福州350007)Ch ia T eck Chee(Schoo l of Science,N anyang T echno logical U niversity,Singapo re1025)本文讨论了组织光学性质参数的测量原理和技术,提出了一种新的测量和计算方法,采用联合测定组织体表面漫反射率和体内光能流率分布,并利用漫射理论和M onte Carlo模型的部分结论,可求出组织的光穿透深度,吸收系数和有效散射系数,以4种猪组织为例,研究了哺乳动物组织的光学性质,这一原理和技术可适用于人体组织光学性质的测量。
关键词: 组织光学;吸收;散射;漫射;M onte Carlo;漫反射率;光能流率分类号: R197.39;R318.60 前 言激光医学的进展,尤其是光动力学疗法(PD T)在临床上的深入应用,需要精确了解在一定光照条件下人体组织内的光能分布,以便安排最佳的光治疗方案。
其中最关键的问题可归结为如何确定组织体的光学性质基本参数,即吸收系数Λa,散射系数Λs和散射位相函数S(Η)或平均散射余弦g。
一旦已知这些光与组织的相互作用参数,在给定的光照方式和边界条件下,光能流率5(r)或其它参量如全反射率R,全透过率T等分布可由有关的数学模型唯一地确定[1,2]。
本文所提出的新方法系采用联合测定组织体表面漫反射率和组织体内部的光能流率分布,并利用漫射理论和M on te Carlo模型的部分结论,可求出组织的光学性质基本参数。
1 组织光学性质参数测量的理论基础作为电磁波的光在组织中传播行为属于光与组织相互作用问题,在不考虑吸收的情况下,理论上由麦克斯韦方程组及组织体的电磁性质Ε,Λ或折射率,加上边界条件唯一地确定:即在所给定的条件下求解麦克斯韦方程,以得到电矢量在空间中和时间上的分布。
其中必然出现一般光学中所有的各种现象,诸如干涉、衍射、反射和偏振等纯粹的物理光学问题。
当组织存在光吸收时,应当考虑组织中原子分子的能级结构性质。
换言之,此时应采用半经典理论,最严格的处理应使用全量子理论,不难想到,仅由于生物组织折射率的不均匀性,我们就无望获得麦氏方程的数值解,更不用说解析解了。
其实,可以把光在组织体中的传播进而有光能分布的物理实在,用一种粒子的传输过程来国家自然科学基金和国家教委回国留学人员资助项目1995年11月27日收稿,1996年4月29日修回唯象地模拟。
粒子的数密度等价为光能。
这种假想的粒子无妨称为光子,可以等效于光量子h Τ的集合。
同时把组织理解为大量无规则分布的散射粒子和吸收粒子。
为此,组织的光学基本参数,可作如下新理解:Λa :吸收系数,表示组织体中单位长度上一个光子被吸收的几率;Λs :散射系数,表示组织体中单位长度上一个光子被散射的几率;S (Η):散射位相函数,表示散射几率角分布。
这里Λa 反映的是组织的原子能级结构性质,而Λs 及S (Η)则由组织的电磁性质或折射率及其分布决定。
这种把光(其本性在经典意义上为电磁波)在组织中的传播看成某种要么被弹性散射要么完全吸收的粒子在组织中传输的方法,称为传输模型理论(T ran spo rt M odel T he 2o ry )。
该理论中不再出现衍射和偏振等物理光学概念,仅有所谓的可由实验确定的光学性质基本参数。
显然,不同波长的光与组织相互作用时,效果不同。
这表明,这些参数是光波波长的函数。
此外,由于组织体的不均匀性,实验测出的基本参数是一种统计平均值,把组织看成仅有散射和吸收的二种全同粒子,是粗略的考虑。
至于更精细的处理,我们准备另文讨论。
有了上述概念后,可以建立Bo ltz m ann 传输方程或M on te Carlo 模型,这是一种结合了实验与数学模型的实际上也是严格的方法。
以后,组织光学的所有问题都在此基础上展开研究。
111 稳态Bo ltz m ann 传输方程及在一种条件下的近似解考虑单色的连续光照明下,组织体中的光分布是一种与时间无关的稳定状态。
从粒子数守恒出发,可建立辐射亮度的Bo ltz m ann 方程[1,2,4,5]。
s δ L (r ,s δ=-Λt L (r ,s δ)+Λs 4Π∫4ΠP (s δ,s δ’)L (r ,s δ’)d Ξ’(1) (1)式中: s 为考察方向的单位矢量;s ’为其它方向的单位矢量;Ξ’为s ’方向的立体角;Λt 为Λa +Λs ;L (r ,s )为r 处沿s 方向的辐射亮度,单位w c m 2sr ;P (sδ,s δ’)为沿s δ’入射到r 处向s δ方向散射的几率,该参量满足倒易性,即P (s δ,s δ’)=P (s δ’,sδ)且满足归一化条件14Π∫4ΠP (s δ,s δ’)d Ξ’=1(2) 当P (sδ,s δ’)沿s 方向为轴对称时,可用相函数分布S (Η)表示S (Η)=∫2Π0P (s δ,s δ’)sin (Η)d Υ(3) 方程(1)应在一定的边界条件下求解,除了几种简单情形下有解析解外,一般只能有数值解,具体处理有迭代的方法或其它一些近似的方法[3]。
解出L (r ,sδ),则光能流率分布为5(r )=∫4ΠL (r ,s δ)d Ξ(4) 以下仅考虑宽束平行光垂直入射到半无限大组织体,且散射占主要(Λa νΛs (1-g ))时的解,可把入射光的辐射亮度L 在组织中的传播分成准直(co lli m ated )项L c 和非准直(nonco lli 2m ated )项L d 二部分,即L (r ,s )=L c (r ,s )+L d (r ,s ) i )准直项L c 满足823 中国生物医学工程学报16卷 d L c (r ) d r =-ΛL c (r )(5) 上式解为指数形式,当远离边界时,L c →0 ii )非准直项L d 在考察点r 远离边界和光源时,可被视为近各向同性,换言之,L d 的角分布近乎均匀。
因此,亦可将L d 称为漫射项,将L d 按勒让德(L egendre )多项式展开,并引入5d (r )-∫4ΠL d (r ,s )d Ξ(6) 和 F ϖd (r )=∫4ΠL d (r ,s ) s δd Ξ(7) 则有 L d (r ,s δ)=14Π5d (r )+3F (r ) s δ+…(8) 取(8)式中的前二项,且L c →0,并认为光散射沿入射方向是轴对称的,在考虑一定的边界条件下,(1)式则可退化为所谓的漫射理论方程[6]:D 25d (r )-Λa 5d (r )+Q (r )=0(9) 其中 D =13Λa +(1-g )Λs (10) 为漫射系数;Q (r )表明r 处的光功率密度产额,由光照明边条件决定,漫射方程(9)可利用格林(Green )函数法求解。
这样,当平行光垂直入射,且考察点r 远离边界和光源时,5c →0,有 5=5c +5d →5d所以,有5(Z )∝exp (-∑eff Z )(11) 其中 ∑eff =Λa D (1121) ∑eff 为有效衰减系数;Z 为考察点距边界的距离。
上述(11)式称为漫射解,仅当强散射和远离边界及光源时成立。
除了漫射解外,一些学者[7,9]还研究了漫反射率R 和漫透过率T 与光学性质参数的关系,提供了另一种测量组织光学性质参数的方法。
其它尚有利用光脉冲测量参数的时间分辨率方法。
这需要用到非稳态的Bo ltz m ann 方程及其解,还需要纳秒甚至飞秒的时间分辨光谱装置。
迄今为止漫射理论最为方便实用,因此被广泛采用。
112 M on te Carlo 模型方法M on te Carlo 模型是一种对粒子的二次相互作用(碰撞:散射或吸收)的间距和每次散射角进行随机抽样的方法,可用于研究各种粒子的输运问题。
在解决光在组织中分布与传播行为的问题时,只要知道基本参数Λa ,Λs 及S (Η),M on te Carlo 模型可模拟光子的输运过程,即大量记录各个光子在组织中的迹,由迹来计算光能或其它参量的空间时间分布。
M on te Carlo 模型的优点是其思想极为简单,无需建立传输方程因而也无需为求解方程而煞费苦心地寻找各种近似方程或数值解。
该方法的唯一缺点是颇费机时,一些算法和技巧以及有关的模拟结果,可见文献[10,12]。
923 第4期生物组织的光学性质的测量原理与技术 当宽束平行光入射到大块组织表面时,用M on te Carlo 模型模拟的表面漫反射率为[13]:R d =e-7∆Λa (12) 式中∆=1 ∑eff 为光穿透深度;R d 等于总反射率扣减去镜面反射的部分。
有人[14,15]在强散射(即Λa ν(1-g )Λs )的条件下,将漫射解(11)式与M on te Carlo 模型在边界附近的解结合起来,充分利用了前者的快速和后者的精确性,描写光在组织中的分布或漫射率,与纯粹的M on te Carlo 模型结果完全一致。
综上所述,目前光在组织体中的传播模型有二个,即Bo ltz m ann 方程和M on te Carlo 方法,可视具体情况选用。
我们所开展的测量工作将引用漫射解(11)式和M on te Carlo 模型的漫反射率解(12)式,确定几种组织的Λa 和Λs ’。
2 测量技术和装置211 组织体内光能流率5(r )的测量实验装置如图1所示,激光束经转向扩束后近垂直入射到组织体上。
我们所研制的“光纤探针深度计”垂直置于光斑中央,通过深度计上的空心针头把各向同性的球头光纤(PD T Sys 2tem s Co .U SA )插入组织体中,回缩针头使球头暴露,则探测球头可精确地定位在预定的深度。
改变探针深度,可测定光能流率分布。
光纤输出端与光电倍增管相连接,用7070型探测系统可读出光电流值。
该实验测量系统可采用一已知功率密度的平行光束在蒸馏水中的系统响应进行定标。
图1 测量组织体内能流率的实验装置示意图11激光器 21衰减器 31反射镜 41扩束器 51组织61深度计 71光纤探头 81光电倍增管 917070探测系统212 组织体光学漫反射特性的测定实验装置按图1作以下变动:激光经扩束后垂直照射测试样品,采用平切光纤作为漫反射光的探测器,并以与组织体表面成大约45度角放置,以避免组织体表面的镜式反射,其它仪器与前述相同。
由于大多数组织体的强散射特性,可以认为组织体表面的光反射除了镜式反射外属于漫反射。