7—9 人体内脏器官的光学性质

普通光在医学上具有重要的医疗作用。疗效的关健在于肌体组织对光具有吸收性而引起的生物效应。因此、研究肌体组织受到光照射后的吸收特性就成为光在医学应用研究中的首要课题。肌体组织是由皮肤、内脏器官及脂肪等组成。皮肤对光的吸收规律我们已作过初步的探讨,现在,我们仅就人体的内脏器官如胃,肠及心脏等对光的吸收性作进一步的研究。实验中,我们应用UV—210型双光束分光光度计,在波长330nm(或400nm)～820nm(或800nm)范围内,对肌体组织进行连续扫描,测出扫描范围的透     

高散射组织中光传播的门德卡诺模型—Ⅱ:与仿真测量的比较

在第一部分中我们已比较了在同一介质的高散射性质的组织光传播的门德卡诺模型与其它不同理论所得的结果。通过门德卡诺模型褥出的结果与独立地用辐射传递关系计算出的结果是非常接近的,而用扩散模型预侧的光辐射性质与上述计算结果不尽一致。文中我们讨论了用门德卡诺模型对光辐射和扩散的反射系数的计算结果与用同一组织中的仿真测出的结     

肿瘤光动力治疗中组织氧含量的动态模型研究

目的：分析肿瘤光动力治疗中的组织氧含量的变化规律，研究影响肿瘤光动力治疗效果的与氧相关的因素,探讨改进光动力治疗的途径。方法：建立肿瘤光动力治疗中氧含量的动态模型，并采用Crank—Nicolson离散方法解析该模型，在时间域和空间域上，分析光动力过程中肿瘤氧含量的动态变化过程，研究光照的光功率密度、肿瘤初始氧含量等因素对光动力疗效的影响，并比较间断光照和连续光照两种方式的不同疗效。结果：肿瘤氧含量随着治疗时间和离血管的距离呈衰减趋势，光动力反应只发生在血管附近的有限区域，且区域大小与初始氧含量密切相关．在较高的初始氧含量下，更大区域的氧含量因为处于阈值Cth以上，所以能发生光动力反应。当采用较低的光功率密度光照治疗时,肿瘤氧含量衰减比高功率密度下慢；当采用间断光照进行光动力治疗时，在治疗黑暗期肿瘤氧含量能得到回升．有利于光照期的治疗。结论：初始氧含量较高的情况下治疗效果更好；在较低的光功率密度下，光动力反应较难进行，但是有利于保护肿瘤供氧源的工作。在较低的初始氧含量下，间断光照方式的疗效要比连续光照要好。     

激光与生物组织光热作用的研究

激光与生物组织的光热效应是激光在医学上应用的重要方面之一。生物组织吸收激光能量后将产生光凝固、汽化和碳化等热效应,临床应用需要对光传播与热传输两个方面展开深入研究,本文讨论了光热相互作用的理论和实验方法,明确提出并分析了光热效应研究的正、逆问题及其相互关系。     

激光与生物组织光热作用的研究

激光与生物组织的光热效应是激光在医学上应用的重要方面之一。生物组织吸收激光能量后将产生光凝固、汽化和碳化等热效应，临床应用需要对光传播与热传输两个方面展开深入研究，本讨论了光热相互作用的理论和实验方法，明确提出并分析了光热效应研究的正、逆问题及其相互关系。     

基于近红外光的腹部出血检测系统的开发

开发了一套基于近红外光的腹部出血检测系统,通过建立的腹部出血体外模型,对光在腹部组织中的分布情况和系统的有效检测深度进行了实验验证。波长为760 nm 和850 nm 的光可以明显区分出正常腹部和腹部下方的损伤出血。该系统的有效检测深度为2．5 cm,760 nm 光的检测线性度要好于850 nm。近红外光技术在浅层腹部出血检测中有较好的检测灵敏度。     

肿瘤光动力学疗法生物医学机制研究进展

有些熟悉光动力学疗法的读者可能会认为讨论光动力学疗法的生物医学机制是多余的，因为提出的问题是已知的。但实际上，我们对光动力学疗法的生物医学机制的理解还是很浅薄的。本文从肿瘤光动力学治疗的选择性及光敏剂在组织中的分布，光在组织中的传送及分布、光动力作用机制及氧化、光动力学治疗对血管、亚细胞器和ＤＮＡ的作用这几个方面综述了光动力学疗法生物医学机制研究进展。     

动态瞳孔控制系统双眼之间的耦合及计算机模型

本文在单眼瞳孔对光反应的实验及模型研究基础上,设计了由计算机控制的双眼交替光刺激方法来进行瞳孔动态反应实验,以了解人的瞳孔控制系统是如何在两眼之间耦合的。实验结果表明在双眼交替光刺激时,虽然两眼所受的光通量总和在任何时刻都是恒定不变的,但是当刺激光在左右眼之间交替瞬时,两眼都同时得出明显的瞳孔动态反应。这就提示了双眼之间耦合必需是在双眼分别受光后产生的控制信号,分别经过正微商的非线性环节后,再进行双眼综合共同控制瞳孔虹膜肌,文中还用状态方程法在PDP11/23计算机上对双眼瞳孔模型进行了仿真,输出波形与实验结果很相近,通过模型仿真,还对临床上应用的“Marcus Gunn Sign”(一种用交替光刺激对单侧视神经炎的检查方法)作出了刺激光最佳交替频率的建议。     

光声技术在癌症检测和非侵犯性诊断中的应用（英文）

目的：探讨光声技术的原理、优势及癌症临床应用前景。方法：根据肿瘤发展过程,相继介绍光声技术在肿瘤检测过程中的应用。结果：光声技术对光散射生物组织-肿瘤,能够进行无损深层探测及成像,具有其他成像技术所无法比拟的优势。结论：光声技术是一种新的发展中的成像模式,应用于生物医药并获得解剖和功能信息。它对于了解肿瘤生长、转移,癌症诊断和评测治疗功效都有着潜在的重大用途。     

脑组织光学模型的Monte-Carlo仿真研究

研究脑组织参数和光学特性对NIRs光谱在组织表面的分布特性的影响。本研究采用MonteCarlo方法对脑组织光学模型进行仿真,分别研究脑脊液含量、灰质和白质的光学系数对组织表面光通量值的影响。研究发现:脑组织的组织参数和光学特性影响组织表面的光通量值。组织表面的光通量与脑组织吸收系数呈负相关,与脑组织约化散射系数呈正相关。理想状态下,在1.5~3.5 cm的检测半径内,组织表面的光通量值与脑脊液含量和脑实质光学特性具有显著相关性。     

单侧上颌骨缺损三维光弹模型的设计和制作

目的　探讨建立单侧上颌骨缺损的三维光弹模型的方法。方法　利用标准牙体和上颌模型,建立单侧上颌骨缺损的硅橡胶阴模后,制作单侧上颌骨缺损环氧树脂光弹模型。结果　制作完成环氧树脂单侧上颌骨缺损模型,环氧树脂牙体、牙槽骨和硅橡胶（牙周膜）弹性模量比值为13.3:1:0.001,与临床比值接近。结论　建立的单侧上颌骨缺损的环氧树脂光弹模型光学灵敏度高,直观性强,能很好的满足光弹实验的要求。     

基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建

将目前在光声断层（PAT）成像中得到广泛应用的滤波反投影（FBP）重建算法应用到血管内光声（IVPA）成像中,提出一种简单快速的二维图像重建方法。首先,对组织产生的光声信号进行滤波、逆卷积和时域一阶求导的预处理;然后,针对IVPA在血管腔内封闭成像的特殊性,采用权重法将预处理后的光声信号数据对导管以外的成像区域沿弧线进行反投影,得到成像平面内每个网格点处的初始光声压。最后,得到反映血管壁组织结构形态的横截面灰阶图像。对仿真血管模型的实验表明,采用所提出的方法重建IVPA图像的结构,相似性指标（SSIM）可达到 0.571 7。合理选择滤波函数、滤波截止频率以及测量位置数,可以提高IVPA重建图像的质量;对光声信号进行时域一阶求导处理,能有效地突出重建图像中的组织结构信息。该方法为后续图像重建算法的优化奠定基础。     

癫痫发作对大鼠学习记忆及生长抑素含量的影响

在遗传性听源性癫痫大鼠模型上，采用了行为和放射免疫分析相结合的方法，研究了大鼠癫痫发作对光辨别学习的影响及心脑组织中生长抑素含量的改变。实验结果表明：（１）癫痫发作后，大鼠光辨别学习能力明显减弱，表现为达到学会标准所需的时间明显延长（Ｐ＜０．０１）：（２）癫痫发作后，大鼠下丘脑、海马、颞叶皮层、心肌组织中生长抑素含量明显增高（Ｐ＜０．０５～０．０１）。结果提示，癫痫发作对大鼠光辨学习有明显的抑制作用，该作用可能与下丘脑、海马、颞叶皮后及心肌组织中生长抑素含量的改变有关。     

以蒙特卡洛方法建立组织中光剂量数学模型:分析激光对肝组织的损伤

背景:目前很难通过数学分析方法求出或临床直接监测激光能量在生物组织内的传输规律,因此常常采用数值模拟的方法进行预测。用蒙特卡罗方法研究激光光子在组织中的传输,是目前较为理想的研究方法。目的:采用蒙特卡罗方法建立组织中的光剂量数学模型,探讨激光照射对于肝组织的损伤情况。方法:采用蒙特卡罗方法,建立不同光学参数下正常组织和肿瘤组织的组织剂量数学模型,逐个计算大量光子迁移轨迹,统计嵌于正常组织和肿瘤组织中的光子宏观能量分布。结果及结论:通过数学模型得到光损伤随组织深度的增加呈指数衰减的结果,且光子在组织边缘会形成第2个峰值。组织损伤是阈值过程,每条剂量曲线可被视为阈值曲线。采用蒙特卡罗方法模拟激光在肝组织中的传播,得到了激光光子在肝肿瘤组织中的分布规律。结果表明,适量光照强度能引起浅薄全面的肿瘤组织光损伤,深层光损伤伴随正常组织损伤。     

现代环境视觉刺激与癫痫

人对外界环境的感知，80％通过视觉系统，其刺激源为光或图形（光的另一种表现形式）。在癫痫患者中，59％～10％与光敏感有关；以整个人群计算，光敏感的年发生率1／10万～1．5／10万，而青少年为6／10～7／lO万，人群中约有0．4％对光敏感^[1]。     

眼睛动态检测系统在神经疾病定位诊断中的初步应用

目的:探讨光反射传导径路出现异常引起眼睛变化的特点,研究眼睛的动态检测对光反射传导径路出现异常的神经性病变定位诊断的价值。方法:观察分析病例,在暗视条件下,应用本课题组设计的眼睛动态检测系统检测病例的瞳孔及其对光反射。瞳孔对光反射检查是在左右两侧分别给予光刺激时,定量检测双侧眼的瞳孔变化情况。检测的特征值包括瞳孔初始直径(D0)、瞳孔收缩速度(V)等。根据其眼睛的动态变化情况,作出传导径路出现神经病变的定位分析。结果:病例的瞳孔大小和瞳孔对光反射都出现了异常现象,但各自有不同的特点。病例C的左侧瞳孔明显小于右侧,左眼的直接对光反射消失、间接对光反射也消失;右眼直接对光反射存在、间接对光反射也存在。病例D的右侧瞳孔明显小于左侧,右眼直接对光反射消失,间接对光反射虽然幅度小,但存在;左眼直接对光反射存在,间接对光反射消失。结论:眼睛动态检测可起到对光反射传导径路异常的神经疾病定位分析和鉴别诊断的重要作用。     

电脑多功能心理生理测试仪常模的研制及在学龄儿童中的应用

运用电脑心理测试仪来训练学龄儿童的视听反应能力、光信号记忆、视觉记忆、数字记忆、协调能力在目前学习困难的儿童中已较为普遍[1,2]。我科也曾在临床上运用DDX-200型电脑多功能心理生理能力测试康复仪对学习困难儿童进行治疗,取得了一定的疗效。但在治疗过程中,我们发现学习困难的儿童在对光的反应速度、光记忆、数字记忆及协调能力方面均显落后,但缺乏与正常儿童的比较,故需及时做出上述各指标的常模。一旦建立常模,不仅有助于我们了解学习困难儿童究竟在哪些方面存在问题,而且有助于训练干预后的比较,以评价其疗效。     

生物组织内三维光动力学传输过程的Monte Carlo模拟方法

目的探讨激光在组织中的传输规律，为光动力学治疗计划的制定打下基础。方法建立可同时求解生物组织内三维激光场、光敏剂浓度场及温度场发展过程的Monte Carlo计算方法，以临床上常见的甲状腺癌的治疗过程为例进行模拟。结果两种典型激光照射方式即从光纤端面或侧面出射所引起的光动力学反应和热效应分布存在明显不同，在临床上有不同价值。结论计算结果有助于更好地理解光动力学治疗中组织内的基础光热质传输机制，本文方法为光动力学治疗计划的拟定建立了相对完整的理论基础。     

激光拉曼光谱

引言在光谱分析中,除发射光谱和吸收光谱外,散射光谱也是研究物质结构的一个重要手段。光线照射在物质样品上后,除大部分光线被物质分子吸收后而透过物质外,还有少部分光线被物质分子所散射,这就是物质对光的散射效应。光的散射效应的种类很多,除包括经典的瑞利散射、晶体的布里渊散射、等离子体对光的散射,自由电子对光的散射(康普顿一吴有训效应)及化学大质点的丁铎尔散射外,     

患有明显边界线肿瘤的生物组织中光输运的蒙特卡罗法模拟

用蒙特卡罗（ＭＯＮＴＥＣＡＲＬＯ）方法模拟了患有肿瘤的正常生物组织中的光输运过程。为了计算的方便，假设肿瘤具有明确的边界线和简单的几何形态。利用模拟计算的结果，本文研究了生物组织在一定光入射情况下的表面漫反射光分布和组织内部光分布的特点。光分布的情况依赖于组织内部光学特性参数的分布，因而直接与组织的内部结构有关。表面漫反射光分布和组织内部光分布的特点反映了组织几何结构的有关情况