УДК: 535.36, 535.34, 519.245

Моделирование распространения оптического излучения методом Монте-Карло в биологических средах с замкнутыми внутренними неоднородностями

Павлов М.С., Красников И.В., Сетейкин А.Ю.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Павлов М.С., Красников И.В., Сетейкин А.Ю. Моделирование распространения оптического излучения методом Монте-Карло в биологических средах с замкнутыми внутренними неоднородностями // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 10. С. 15–19.

Pavlov M.S., Krasnikov I.V., Seteikin A.Yu. Monte Carlo modelling of optical-radiation propagation in biological media with closed internal inhomogeneities [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2010. V. 77. № 10. P. 15–19.

Ссылка на англоязычную версию:

M. S. Pavlov, I. V. Krasnikov, and A. Yu. Seteĭkin, "Monte Carlo modelling of optical-radiation propagation in biological media with closed internal inhomogeneities," Journal of Optical Technology. 77(10), 602-605 (2010). https://doi.org/10.1364/JOT.77.000602

Аннотация:

В общем случае получение аналитического решения задачи распространения света в многокомпонентных биологических тканях является трудно осуществимым, даже для простых случаев. Поэтому решение данной задачи находится с использованием численных методов. Одним из таких методов, широко применяемых в различных областях науки, является метод Монте-Карло. В данной работе рассмотрена модификация метода Монте-Карло для моделирования процессов распространения света в биологических тканях для трехмерной геометрии среды с замкнутыми внутренними неоднородностями.

Ключевые слова:

метод Монте-Карло, фазовая функция рассеяния, конечно-элементная сетка

Коды OCIS: 260.0260, 170.3660, 000.1430

Список источников:

1. Оптическая биомедицинская диагностика. В 2 т. Т. 1 / Пер. с англ. под ред. Тучина В.В. М.: Физматлит, 2007. 560 с.
2. Meglinski I.V. Quantitative assessment of skin layers absorption and skin reflectance spectra simulation in the visible and near-infrared spectral regions // Physiological measurement. 2002. № 23. P. 741–753.
3. Meglinski I.V. Influence of refractive index matching on the photon diffuse reflectance // Physics in medicine and biology. 2002. № 47. P. 4271–4285.
4. Jacques S.L., Wang L.-H. Monte Carlo Modeling of Light Transport in Tissue // In: Welch A.J., Martin J.C. Van Gemert. Optical-thermal response of laser-irradiated tissue Plenum press. New York, 1995. № 12. P. 301–357.
5. Welch A.J. Optical-thermal response of laserirradiated tissue / A. Welch, M. Vangemert. Plenum Publishing Corporation, 1995. 952 c.
6. Wang L.-H., Jacques S.L., Zheng L.-Q. MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues // Computer Methods and Programs in Biomedicine. 1995. V. 47. P. 131–146.
7. Pavlov M.S., Krasnikov I.V., Seteikin A.Yu. Threedimensional model of light propagation in biological tissues // Scientific and Technical Reports SPbGPU. 2008. V. 67. № 6. Р. 120–123.
8. Шайдуров В.В. Многосеточные методы конечных элементов. М.: Наука, 1989. 288 с.
9. van Gemert M.J.C., Jacques S.L., Sterenborg H.J.C.M., Star W.M. Skin Optics // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1989. V. 36. № 12. P. 1146–1154.
10. Сетейкин А.Ю. Анализ методом Монте-Карло процессов распространения лазерного излучения в многослойных биоматериалах // Информатика и системы управления. 2002. № 6. С. 31–35.
11. Приезжев А.В., Тучин В.В., Шубочкин Л.П. Лазерная диагностика в биологии и медицине. М.: Наука, 1989. 240 с.
12. Сетейкин А.Ю. Анализ методом Монте-Карло процессов распространения лазерного излучения в многослойных биоматериалах // Изв. вузов. Физика. 2005. № 3. С. 53–57.
13. Seteikin A. Yu., Krasnikov I. V. The analysis of the thermal effects arising at interaction of laser radiation with the multilayered biomaterial by using Monte-Carlo method // Proc. SPIE. 2007. V. 6595.
14. Krasnikov I.V., Seteikin A.Yu. An analysis of thermal effects resulting from laser radiation interaction with a multilayered biotissue // Russian Physics Journal. 2006. V. 49. № 10. Р. 1139–1144.