摘要光在生物组织中的传输与分布以及光与生物组织相互作用的问题引起了人们的广泛关注，光子学，医学,生物学的交叉形成了生物医学光子学这门新兴学科，它的主要研究生物组织光学与光谱学性质，在医学上对疾病的诊断和治疗有重要的理论意义和应用价值。68219

    本文在明确课题研究背景及研究意义的前提下，全面了解生物组织光学研究的历史和现状。阐述生物组织的结构特点，介绍各项光学特性参数的物理含义，总结生物组织与光子相互作用的方式。

介绍蒙特卡罗方模拟法相关知识，说明选用此方法研究光在生物组织中传输的优势及必要性。给出蒙特卡罗模拟流程，详细阐述了光子的发射、步长、吸收与散射、光子碰撞边界问题以及光子的终止这一系列过程。

   设计了倾斜入射的光路方案，讨论了倾斜光路带来的不对称性及研究不对称性的意义。与已有实验数据对比，验证了蒙特卡罗模拟斜入射模型的准确性和可靠性，改变入射光的角度以及其它模拟参量的输入值分别进行模拟，探讨了不同参数对漫射曲线分布的影响。

毕业论文关键词  生物组织  斜入射  光学特性参数   漫反射  蒙特卡罗模拟

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title    The simulation of light transmission in biological    

        tissues for the oblique incident laser beam      

Abstract

Light propagation in biological tissues and the interactions with them have been paid attention widely．The crossover of the photonics，medicine and biology forms a new discipline, biomedical photonics. Its main research consists of biological tissue optical and spectroscopic properties, which make us able to diagnose and treat disease in medicine and have important theoretical significance and application value.

This paper explains the biological tissue optics history and current situation, introduces the structural characteristics and the physical meaning of the optical parameters, and sums up the several ways of the interaction of light and biological tissue.

Monte Carlo method and its superiority and necessity are presented. The flow chart of Monte Carlo simulation is given. Photon's launching，step-size ,absorbing，scattering，colliding with boundary as well as the termination of a photon are introduced respectively.

The geometry of oblique incident light was designed and discussed the asymmetry caused by oblique incident. The accuracy and reliability of Monte Carlo simulation of oblique incident was proved. The simulation effects of different parameters on the diffusion curve distribution were discussed in detail.

Keywords  Biological tissue; Oblique incidence; Optical property parameters;  Monte Carlo simulation; Diffuse reflectance

目 次

1  引言 1

1.1  课题研究背景及意义  1

2.2  本文主要研究内容  2

2  生物组织光学历史和现状 4

3  生物组织结构特点及各项光学特性参数  6

3.1  生物组织结构特点  6

3.2  光与生物组织相互作用  6

3.3  光学特性参数  7

4  蒙特卡罗模拟斜入射光束在生物组织中传播  8

4.1  蒙特卡罗法简介及必要性  8

4.2  蒙特卡罗斜入射理论模型的设置、流程及算法实现 9

4.3  蒙特卡罗斜入射数值模拟的准确性验证  19

5  不同参数对漫射曲线分布的影响 20

结论  28

致谢  29