动态皮肤光学性质的研究

摘要

皮肤漫反射光谱信号能够反映真皮组织中的血液信息,因此有可能通过测量皮肤真皮的漫反射光谱来实现血糖浓度的无创检测。在心脏泵浦的作用下,真皮组织中的血液量是随时间变化的,这一因素对于血糖检测有着十分重要的影响。本文以皮肤真皮中的血液为研究对象,利用Monte Carlo模拟方法研究在皮肤真皮血液含量变化情况下的皮肤漫反射光谱信号情况,对模拟结果进行了分析和讨论。
　　 首先,对皮肤的组织结构及其光学性质进行了系统的阐述。其次,重点阐述了动态皮肤的光学性质和皮肤的多层光学模型的建立,主要包括了以下几个方面:(1)皮肤血液的分布情况；(2)皮肤各层的吸收系数、散射系数等基本光学参数及这些参数与血液含量变化之间的关系；(3)皮肤真皮血液含量的大致变化范围。最后,用Monte Carlo模拟的方法对不同皮肤血液含量情况下的皮肤漫反射进行了研究。通过对大量的模拟数据的分析,得出了总漫反射率、横向和纵向光子等的分布规律,并进行了说明和因为分析。这些工作对于皮肤光学性质的研究有重要的意义,并且在一定程度上可以为血糖浓度的无创测量提供理论基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 本论文的主要内容和创新

第二章 皮肤的组织结构及其光学性质

2.1 皮肤的组织结构

2.1.1 表皮

2.1.2 真皮

2.1.3 皮下组织

2.2 光在皮肤中的传输

2.2.1 传输过程概述

2.2.2 皮肤组织的光学参数

2.3 皮肤的光学性质

2.3.1 皮肤对光的反射和折射

2.3.2 皮肤对光的吸收性质

2.3.3 皮肤对光的散射性质

本章小结

第三章 皮肤的光学模型

3.1 皮肤的光学模型

3.2 皮肤光学模型的建立

3.2.1 表皮基本光学参数的确定

3.2.2 真皮基本光学参数的确定

3.3 动态皮肤的光学性质

3.3.1 皮肤血液的分布情况

3.3.2 皮肤真皮血液变化的大致比例的计算

3.3.3 含血液真皮层基本光学参数与血液含量变化的关系

本章小结

第四章 皮肤动态光学性质的Monte Carlo研究

4.1 Monte Carlo方法及其在组织光学中的应用

4.1.1 Monte Carlo概j述

4.1.2 Monte Carlo在组织光学中的应用

4.2 光在皮肤组织中的传输过程

4.3 利用Monte Carlo方法研究动态皮肤的光学性质

4.3.1 选取550nm波长

4.3.2 选取650nm波长

4.3.3 两波长下漫反射情况的对比

本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

发表论文和科研情况

致谢