Модель розповсюдження оптичного випромінювання в біотканинах

Розроблення моделі розповсюдження оптичного випромінювання в біотканинах (БТ), що дасть змогу впровадити інженерні методики обчислення інтенсивності оптичного випромінювання в БТ при плануванні хірургічного втручання або терапевтичного впливу, є актуальною. Запропоновані так звана “трьохімпульсна” модель розповсюдження оптичного випромінювання в БТ та інженерна методика на її основі. Для визначення коефіцієнтів базового рівняння моделі запропонована система трьох рівнянь, що характеризують граничні умови розповсюдження оптичного випромінювання в БТ. Виконано порівняння результатів розповсюдження оптичного випромінювання в БТ, отриманих за методом Монте-Карло, з результатами, отриманими з використанням запропонованої інженерної методики для ідентичних параметрів БТ. Результати корелюються із середньоквадратичною похибкою моделювання (в межах 15 %) з використанням інших аналітичних моделей. Інженерну методику розрахунку розповсюдження випромінювання в БТ за запропонованою “трьохімпульсною” моделлю можна розглядати як альтернативу методу Монте-Карло при істотному спрощені математичних обчислень і скороченні часу, необхідного для їх виконання.

Рік видання: 
2013
Номер: 
1
УДК: 
615.849.5
С. 89–93. Іл. 3. Бібліогр.: 12 назв.
Література: 

1. A.E. Profio and D.R. Doiron, “Transport of light in tissue in photodynamic therapy”, Photochemistry and Photobiology, vol. 46, no. 5, pp. 591—599, 1987.
2. W.M. Star, “Comparing the P3-approximation with diffusion theory and with Monte-Carlo calculation of light propagation in a slab geometry”, Proc. SPIE, vol. 5, pp. 146—154, 1989.
3. L. Wang and S.L. Jacques, Monte Carlo modeling of light transport in multi-layered tissues in standard C, University of Texas M.D. Anderson Cancer Center, 1992, 179 p.
4. J.L. Sandell et al., “A study of fluence rate distribution for PDT using MC simulation”, Proc. SPIE, vol. 7886, p. 788619, 2011.
5. Y.P. Kumar and R.M. Vasu, “Reconstruction of optical properties of low-scattering tissue using derivative estimated through perturbation Monte-Carlo method”, J. Biomed. Optics, vol. 9, no. 5, pр. 1002—1012, 2004.
6. L.L. Randeberg et al., “Performance of diffusion theory vs. Monte Carlo methods”, Proc. SPIE, vol. 5862, pp. 137— 144, 2005.
7. D. Arifler et al., “Spatially resolved reflectance spectroscopy for diagnosis of cervical precancer: Monte Carlo modeling and comparison to clinical measurements”, J. Biomed. Optics, vol. 11, no. 6, p. 064027, 2006.
8. S.L. Jacques, “Simple optical theory for the light dosimetry during PDT”, Proc. SPIE, vol. 1645, pp. 155— 165, 1992.
9. S.T. Flock et al., “Monte-Carlo modeling of light propagation in highly scattering tissues — I: Model predictions and comparison with diffusion theory”, IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 36, no. 12, pp. 1162—1168, 1989.
10. A. Kim et al., “Quantification of in vivo fluorescence decoupled from the effects of tissue optical properties using fiber-optic spectroscopy measurements”, J. Biomed. Optics, vol. 15, no. 11, p. 067006, 2010.
11. J. Lai et al., “A computational model for light transporting in biological tissues irradiated by converging laser beam”, Proc. SPIE, vol. 5630, pp. 563—570, 2005.
12. S.K. Chang et al., “Analytical model to describe fluorescence spectra of normal and preneoplastic epithelial tissue: comparision with Monte-Carlo simulations and clinical measurements”, J. Biomed. Optics, vol. 9, no. 3, pp. 511—522, 2004.

Текст статтіРозмір
2013-1-15.pdf213.5 КБ