蒙特卡罗方法模拟生物组织中光的分布

摘要

用蒙特卡罗方法模拟了准直激光束垂直入射于生物组织的过程,分析了光子在生物组织中的运动轨迹、光学参数对能量分布的影响、吸收能量密度和光能流率随组织厚度和半径的变化情况、组织表面径向和角向分辨的漫反射率的变化情况,并利用卷积模拟了高斯光束与平圆光束在生物组织中的传输。结果表明:准直光束入射组织时,能量主要集中在中央束轴附近;g因子增大,光子前向运动增强;吸收系数aμ增大,光子数的分布沿纵向和径向会同时减小;光能流率与吸收能量密度相比变化平滑;高斯光束的能量分布比平圆光束集中,变化迅速,中心位置处吸收能量密度大。