基于可视中国人蒙特卡罗分析实现肺部无创光学监测的探讨

IF 1.8 4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS CHINESE JOURNAL OF LASERS-ZHONGGUO JIGUANG Pub Date : 2023-01-01 DOI:10.3788/cjl230532
杨松齐 Yang Songqi, 郭江辉 Guo Jianghui, 李婷 Li Ting
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摘要

肺部疾病的诊断和治疗很重要,目前实现肺部疾病的无创监测具有一定困难。笔者采用近红外光子传输技术,定量研究了人体肺部的结构。以可视中国人数据集(VCH)为实验对象,利用蒙特卡罗(MC)模拟对其进行了仿真。对肺部血流动力学非侵入式测量的可行性进行了理论探讨,并对光子在肺部传输时的最佳光源位置进行了研究,同时还对光源‐检测器距离进行了优化。光通量强度显示,光子在人体肺部可以穿透6~8.4 mm,光源到检测器的最佳距离是2.8~3.6 cm。在此基础上,对13名志愿者进行了近红外漫反射实验,实验数据与仿真结果基本一致。实验结果表明,本研究在肺部血流动力学无创监测方面具有广阔的应用前景,同时也为生物医学光学技术在人体上的应用提供了参考。
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基于可视中国人蒙特卡罗分析实现肺部无创光学监测的探讨
肺部疾病的诊断和治疗很重要,目前实现肺部疾病的无创监测具有一定困难。笔者采用近红外光子传输技术,定量研究了人体肺部的结构。以可视中国人数据集(VCH)为实验对象,利用蒙特卡罗(MC)模拟对其进行了仿真。对肺部血流动力学非侵入式测量的可行性进行了理论探讨,并对光子在肺部传输时的最佳光源位置进行了研究,同时还对光源‐检测器距离进行了优化。光通量强度显示,光子在人体肺部可以穿透6~8.4 mm,光源到检测器的最佳距离是2.8~3.6 cm。在此基础上,对13名志愿者进行了近红外漫反射实验,实验数据与仿真结果基本一致。实验结果表明,本研究在肺部血流动力学无创监测方面具有广阔的应用前景,同时也为生物医学光学技术在人体上的应用提供了参考。
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