组织模型后向偏振散射光谱的数值模拟论文

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1、组织模型后向偏振散射光谱的数值模拟毕业论文目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题研究的历史背景及意义11.2国内外研究现状41.3本设计的结构特征6第2章偏振散射光的理论基础72.1球形粒子散射理论72.2偏振光102.3偏振门技术122.4本章小结12第3章组织模型后向偏振散射光的测量133.1球型粒子散射理论133.2差分光谱的计算和结果分析153.2.1粒子平均尺寸的变化对后向偏振散射光谱的影响163.2.2粒子群相对折射率的变化对后向偏振散射差分光谱的影响173.3本章小结19第4章总结与展望204.1总结204.2展望20致谢22参考

2、文献23附录271第1章绪论1.1课题研究的历史背景及意义随着经济快速发展，地球的生态环境遭到了严重的破坏，同时也导致饮用水和食品的污染。人类的生存和生活质量受到了极大的威胁，患癌症的人越来越多，据世界卫生组织(WHO)统计,每年世界上有1000万人患上癌症,而死于癌症的人数约6万,占全球死亡人数的12%。从我国来看，去年癌症新增病例人数约为139万，占世界癌症发病总数的17%，基本接近1/5。今后数年将会是癌症的高发年份，很多人发现肿瘤和癌症时已经到了晚期。常规的光谱技术很难分辩出癌变过程中不同时期的癌细胞，同时存在许多缺陷，利用组织模型后向偏振光技术准确

3、、经济、安全地检测出细胞早期癌变，即时给予适当的治疗，挽救癌症患者的生命，就成为当今世界医学研究领域一个极其重要的课题。癌症患者的存活期直接依赖于诊断时的病情，若能检测到这些癌症的早期信号并加以治疗，大部分患者可以痊愈。生物活体组织内的细胞结构特性是生物医学领域的一个重要问题。生物细胞的大量信息可以用来研究生物系统的生理过程，监视癌症或癌症早期细胞的形态和生理参数变化，细胞形态学的变化概括了整个肿瘤的形成过程，病理学研究表明超过85%的癌症源于上皮组织[1]，早期肿瘤细胞的显著特征表现为上皮层内细胞核尺寸、核浆比、核染色质的增加，有效地检测到这些信号对于癌症

4、的治疗具有显著的意义。到目前为止，我们要想在临床上检测这些信号并加以处理，只能依靠病理切片、细胞涂片等组织活检手段，即从被检测部位取下一小片组织（根据不同情况可采用钳取、切除或穿刺吸取等方法）或手术切除标本制成病理切片，用光学或电子显微镜观察细胞和组织的形态结构变化，确定病变性质，以作出病理分析和诊断。这种侵入式的随机活检给患者带来很大的精神上的痛苦，且需要花费一定的诊断时间，得出的结论受医务分析人员的经验、外界干扰等主客观因素的影响，且只能粗略检测到局部范围，要想准确测定出癌变区域就显得更加困难。鉴于侵入式检测方法的各种缺陷，研究人员提出的电子计算机断层扫

5、描（CT）、X射线（X-ray）常规透视、拍片、造影、体层检查、ECT、核磁共振（MRI）；超声成像（US）、核医学检查等影像法则采用非侵入式方法来进行检测，这些常用的成像技术能够为临床诊断和治疗提供有效的生理参数和信息，不过它们在整体上都存在一定的局限35[2]：X射线、CT成像在工作过程中会发射各种射线，产生电离辐射，会对人体健康产生损伤；磁共振成像激励源为短波或超短波段的电磁波，波长在1米以上(小于300MHz)，无电离辐射损伤，分辨率能够达到亚毫米[3]，能够灵敏地分辨出正常组织和异常组织，但其成像速度慢、对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感、图像易受多种伪

6、影影响以及成本高、价格昂贵而限制了它的应用；超声成像分辨率较低、不能提供组织的各种有效信息，因而不能应用于早期癌症的检测。滴血芯片检测技术抽取0.5毫升血液，通过“多肿瘤标志物蛋白芯片检测系统”的血液检测，在一天之内知道自己是否患有肿瘤，芯片检测还有目前蛋白芯片检测系统通过同时检测AFP、铁蛋白、C125等几项指标来定位，检测准确率自然大大提高。但是，这项技术还只是肿瘤的辅助诊断，不是最后确诊，只能作为参考。这些技术检测肿瘤只能定位于某一系统，而不能确定于具体脏器，最后确诊还要借助其他的肿瘤检测手段；基因检测是用PCR技术(一种新型快速诊断技术)，将受检者的

7、DNA片段放大，以便清晰检测，被检测癌基因的最有效方法，这一检测手段技术含量很高，需要同等技术水平的专业人员进行操作；纳米检测通过纳米携带癌症检测的试剂进入人体，检测出人体内是否已经产生了癌细胞。然而到目前为止，这种技术还仅仅用于实验室，而未用于临床，世界的科学家正在努力将此技术应用于医学临床。生物组织属于高散射介质，当光束入射到组织，由于其散射系数远大于吸收系数，一部分光将被吸收，而大部分将被散射。光的散射服从统计规律，经过组织的吸收和散射，入射光的特性(光强度、相干性、偏振性、方向性等)都会发生改变，其改变的程度取决于生物组织的结构、物理化学及生物特性和

8、入射光波波长等因素。换句话说，散射介质是一种能对偏振