近红外光子在三维膝关节中传输的Monte Carlo模拟
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作者:
作者单位:

(厦门大学 仪器与电气系,福建 厦门 361005)

作者简介:

陈延平(1974-),男,福建省莆田市人,博士, 副教授,主要从事生物医学仪器与检测、生物医学光子学和智能传感技术方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61172046)资助项目 (厦门大学 仪器与电气系,福建 厦门 361005)


Propagation of near-infrared photons in three-dimensional knee joint model by Monte Carlo simulation
Author:
Affiliation:

(Department of Instrument Science and Electrical Engineering,Xiamen University, Xiamen 361005,China)

Fund Project:

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    摘要:

    提出一种检测早期膝骨性关节炎(ROA,knee osteoa rthritis)的方法。首 先建立光子在膝关节组织中的传输模型,利用蒙特卡洛(MC,monte carlo)方法模拟近红外光 子 在三维膝关节组织中的传输;在实验中,改变膝关节模型中软骨的 吸收系数和散 射系数,记录光子在膝关节表面的光强分布。结果表明,溢出膝关节表面的光子包括未碰撞 骨头组织直接 溢出的噪音光子和撞击骨头组织后溢出的有意义光子,吸收系数和散射系数的改变会导致膝 关节表面光强 分布发生变化,因此可通过膝关节表面光强分布变化判断膝关节的早期病变。

    Abstract:

    A noninvasive method of diagnosing early knee osteoarthritis is propos ed.First,a simplified optical model of knee joint issue irradiated by near infrared light i s developed and the propagation of photons in three dimensional (3D) knee joint issue is simulated b y Monte Carlo (MC) method.Then,light distributions on the surface of knee joint issues are recorded when absorpti on or scattering coefficient is altered.The results show that there are useless photons,which di rectly migrate out of knee issues,and important photons carrying optical parameter information,whic h collide with bone issue and then migrate out of knee issues.It also shows that changes of ab sorbance and scattering coefficients will make light distribution different.Therefore,early k nee osteoarthritis can be diagnosed by the changes of light distribution.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

陈延平,王晓玲,颜黄苹.近红外光子在三维膝关节中传输的Monte Carlo模拟[J].光电子激光,2015,26(11):2236~2240

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  • 收稿日期:2015-08-25
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  • 在线发布日期: 2015-12-17
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