生物组织光学特性测量与建模

📚 共计 30 章节

光与生物组织的相互作用

吸收、散射、反射与折射基本概念，组织光学特性参数（μa、μs、g、n）的定义与物理意义。

基础光学参数

辐射传输理论

辐射传输方程（RTE）推导与物理意义，漫射近似方程与蒙特卡洛模拟基本原理。

积分球测量技术

积分球原理与设计，双积分球系统测量光学参数，单/双积分球优缺点对比。

测量积分球

光纤光谱测量

光纤探头设计与校准，漫反射/透射光谱采集，光谱预处理（去噪、基线校正、归一化）。

时间分辨测量技术

TCSPC原理，时间分辨漫反射光谱测量，提取光学参数的方法。

时间分辨TCSPC

频域测量技术

频域光子迁移理论，相位与调制深度测量，频域提取光学参数方法。

空间分辨测量技术

空间分辨漫反射理论，多源-探测器距离测量，提取光学参数方法。

空间分辨多源

光声成像原理

光声效应与信号产生，成像系统组成，光声信号重建算法。

光学相干断层成像 (OCT)

OCT基本原理与系统组成，信号处理与图像重建，在光学参数测量中的应用。

漫反射光谱法 (DRS)

DRS基本原理，稳态漫反射光谱测量系统，提取组织光学参数方法。

空间频域成像 (SFDI)

SFDI基本原理，空间频域调制与解调，提取光学参数方法。

近红外光谱 (NIRS)

NIRS基本原理，连续波NIRS系统，在组织血氧测量中的应用。

扩散相关光谱 (DCS)

DCS基本原理，系统组成，测量组织血流的方法。

荧光光谱测量

荧光产生机理，测量系统，荧光寿命测量与分析方法。

拉曼光谱测量

拉曼散射原理，测量系统，在组织诊断中的应用。

多光谱与高光谱成像

多光谱成像系统设计，高光谱数据处理，光谱解混与组织成分识别。

高光谱解混

光学参数提取的逆问题

逆问题基本概念，基于模型的拟合方法，机器学习在参数提取中的应用。

逆问题机器学习

蒙特卡洛模拟方法

算法流程，组织多层模型建立，模拟结果后处理与分析。

蒙特卡洛模拟

漫射近似模型

漫射近似方程解析解，半无限介质模型，多层介质模型解。

漫射近似解析解

混合模型与数值方法

混合蒙特卡洛-漫射近似模型，有限元/边界元方法在光传输中的应用。

混合模型有限元

组织光学特性数据库

常见生物组织光学参数汇总，参数随波长及生理状态的变化规律。

数据库参数

皮肤组织光学特性

皮肤分层结构与光学特性，色素与血液影响，光学参数测量方法。

脑组织光学特性

脑组织分层结构与光学特性，功能成像中的参数变化，测量方法。

脑组织功能成像

乳腺组织光学特性

乳腺光学特性与癌症诊断，参数测量方法，光学乳腺成像技术。

血管组织光学特性

血管壁光学特性，血液光学参数测量，血管内光学成像技术。

骨组织光学特性

骨组织光学参数测量，光学成像技术，临床中的应用。

骨组织临床

光学测量系统的校准与验证

系统校准方法，标准参考物质，测量不确定度分析。

校准不确定度

组织光学特性测量的临床应用

光学活检，手术导航中的光学测量，光动力治疗监测。

组织光学特性测量的前沿进展

新型测量技术，多模态光学成像，人工智能在组织光学中的应用。

课程总结与项目实践

综合实验设计，数据分析与建模实践，课程项目展示与讨论。