以蒙特卡洛方法建立组织中光剂量数学模型:分析激光对肝组织的损伤

摘要

背景:目前很难通过数学分析方法求出或临床直接监测激光能量在生物组织内的传输规律,因此常常采用数值模拟的方法进行预测.用蒙特卡罗方法研究激光光子在组织中的传输,是目前较为理想的研究方法.目的:采用蒙特卡罗方法建立组织中的光剂量数学模型,探讨激光照射对于肝组织的损伤情况.方法:采用蒙特卡罗方法,建立不同光学参数下正常组织和肿瘤组织的组织剂量数学模型,逐个计算大量光子迁移轨迹,统计嵌于正常组织和肿瘤组织中的光子宏观能量分布.结果及结论:通过数学模型得到光损伤随组织深度的增加呈指数衰减的结果,且光子在组织边缘会形成第2个峰值.组织损伤是阈值过程,每条剂量曲线可被视为阈值曲线.采用蒙特卡罗方法模拟激光在肝组织中的传播,得到了激光光子在肝肿瘤组织中的分布规律.结果表明,适量光照强度能引起浅薄全面的肿瘤组织光损伤,深层光损伤伴随正常组织损伤.