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《华中科技大学》 2005年
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上皮组织形态特征识别中的偏振方法研究

邓勇  
【摘要】:由于偏振光具有矢量性,与不具有偏振而只由强度决定的自然光比较,具有包括偏振方向在内的更多的信息,因此利用偏振光和物质相互作用而引起的各种效应,可对介质本身的某些特性进行研究。上皮组织是薄的粘膜组织,其后向散射光的偏振态是易测量的,因此偏振光散射后的偏振退化、偏振分量之间的转换能够反映组织细胞综合结构参数。本文系统地研究了用于上皮组织形态特征识别的偏振光的理论及技术应用,主要研究内容如下: 首先,从上皮组织的结构以及非典型增生、原位癌的特征出发,建立了双层散射介质的偏振后向散射光谱的理论模型。用傅立叶方法分析了表层散射体的形态学参数对光谱曲线形状及其谐波幅值的影响。分析表明:粒子直径、标准偏差主要影响光谱的波纹结构的幅值及振荡频率,而散射光谱值的大小对相对折射率最为灵敏; 且光谱基波分量及低次谐波分量的贡献依赖于粒子直径、标准偏差及相对折射率的大小。进一步,构建了该上皮组织模型的偏振后向散射光谱反演模型。针对反演模型的多参数、多极值、非线性,采用每代保留最优个体的浮点遗传算法反演。结果表明:经过70 代反演迭代,每个参数的相对误差趋于稳定,最小的达到0.02%左右,最大的达到约为0.4%,并且参数反演结果是唯一和稳定的。 以组织模拟液Intralipid 为研究对象,通过测量该模型的后向漫散射光的斯托克斯矢量,研究了不同方位的线偏振光及不同旋向的圆偏振光入射时,Intralipid 的后向漫散射强度、偏振度的特征。结果表明:对不同的入射偏振态,Intralipid 的后向漫散射强度、偏振度的空间分布具有方位选择性,且介质浓度增加,后向散射强度增加,偏振度减小。进一步,提出了利用漫后向散射光随线偏振光入射方位的变化来测量上皮组织模型表层的粒子尺寸分布及相对折射率。建立了偏振后向漫散射强度随入射偏振方位变化的理论模型,并采用物理模型进行了实验验证。通过对测量数据的反演,结果证明:该方法避免了散射光谱术忽略介质折射率随波长变化的缺点,且能够同时准确地抽取表层粒子的形态参数。 最后,采用Stokes Vector–Mueller Matrix 形式,建立了当无限窄的连续光束垂直入射到上皮组织模型表面时,后向单次漫散射Mueller 矩阵的理论模型。基于Mie 散射模
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:R318.51

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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2 王仲民;戴怡;;A New Chaotic Genetic Hybrid Algorithm and Its Applications in Mechanical Optimization Design[J];Journal of China Ordnance;2010年03期
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1 李鹏;光学相干层析术理论与实验研究[D];南京理工大学;2010年
2 马永杰;大型仓储系统的调度算法研究[D];兰州交通大学;2011年
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5 常靖宇;基于演化计算的多峰函数研究[D];武汉理工大学;2010年
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7 王柏森;电力自动化系统在埕岛油田海上采油平台的应用研究[D];山东大学;2010年
8 王纪霞;烟台南山学院基于Web的组卷与在线考试系统设计[D];山东大学;2010年
9 王冠;供应链环境下物流配送中心选址问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
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1 付文羽;硅光电二极管的线性度及信噪比分析[J];半导体光电;2003年04期
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8 吕海宝,冯勤群,周卫红,曹聚亮,徐涛,陈智锋;激光偏振方向和强度变化对分光光强的影响[J];光学技术;1999年05期
9 马步;黄凯;卢家炯;;近红外旋光法与普通旋光法测定蔗糖分的对比研究[J];广西轻工业;2006年01期
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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10 李忠明,陈五高;激光光谱技术在医学中的应用[J];激光生物学报;1996年02期
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2 本报记者 吴红梅;光谱之王,震惊了世界天文学界[N];新华日报;2009年
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1 邓勇;上皮组织形态特征识别中的偏振方法研究[D];华中科技大学;2005年
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10 张金恒;光谱遥感诊断水稻氮素营养机理与方法研究[D];浙江大学;2004年
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2 刘集毅;基于后向散射的战场化学毒剂激光侦测技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 张石磊;典型激光雷达目标后向光散射特性测试[D];南京理工大学;2012年
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5 杜玲艳;后向偏振散射光谱系统的构建及初步应用[D];华中科技大学;2007年
6 姚淑霞;光谱技术应用于乳腺癌诊断的研究[D];郑州大学;2004年
7 韩彪;舰船尾流后向光学检测方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 冯伟伟;光束偏振态的斯托克斯参量及偏振度的智能化测量[D];曲阜师范大学;2004年
9 毛仕春;二元双折射晶体退偏效应的研究[D];曲阜师范大学;2006年
10 赵丽丽;悬浮泥沙的多角度偏振信息量化分析研究[D];东北师范大学;2006年
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