激光生物医学成像技术
[font=宋体][size=2][img]C:\Documents and Settings\microsoft\My Documents\My Pictures[/img] :ohh: 1。 研究的目的在于区分、定位及诊断生物组织内部的物体（如肿块）。了解光在高度散射介质中的传输是解决问题的重要步骤。生物组织对光的散射和吸收导致透过不同。当光在组织中被吸收和散射时，入射光的强度、相干性以及偏振特性将发生改变，这些变化的程度取决于光的波长、组织的类型和厚度。因此，从介质出射的光与入射的光具有不同的特性。
吸收来自组织内部原子和分子不同能级间的电子跃迁。散射来自组织微观和宏
观结构折射率的改变，当散射光和入射光波长相当时，散射大为加强，光散射是
个统计过程，意味着光子被散射的几率取决于入射光的波长、介质的类型和厚度。
因此，透射光由非散射光子（或相干散射）、弱散射光子和多次散射光子组成，相干散射或"弹道"光子沿入射光束方向传输，光程最短，保持了入射光子的大部分特性，携带关于散射介质内部结构的最多信息。多次散射光子在介质中传输光程长，携带关于介质内部结构的信息量小，其在各个方向出现。它们是透射光中漫射光的组成部分。在光传输方向上有轻微偏折的光子保持了入射光的主要特性，并携带有关于散射介质内部结构的主要信息，这些光子称为"蛇形"光子，因为它们的轨道象一条蠕动的蛇。
2。 由于入射的短脉冲在介质中传输的时间不同，导致透射光脉冲变宽，其中弹道光子首先到达，随后是"蛇形"光子和漫射光子。在形成阴影图像方面，弹道光子最有效，"蛇形"也产生透射图像，其分辨率取决于在成像中所用时间门的位置和宽度。比多数漫射光子早到的"蛇形"光子形成分辨率较好的图像，由于光子的吸收和散射，前向传输的光强减弱。透射光中三个组成部分的相对强度取决于所用光的波长及样品的特性。在高度大透明介质中，弹道部分非常弱，而漫射部分最强。为利用弹道和"蛇形"光子对混浊介质的内部结构成像，必须消除占多数的漫透光子。
为解决这个问题，有两种方法正在进行。第一种是用透明的成像技术使成像
光子从隐藏图像光子背景中滤出。第二种方法有时称为"逆"问题，在于推测物件
周围不同位置处的散射光子。目的在于利用光传输模型以及复杂的计算机方法，
根据测得的强度，已知的实验参数，组织特性进而组成图像。解决"逆"问题的动
机在于，对于厚度超过几厘米的介质，只有散射光才可以通过。在这种方法中，
可利用频域或时域数据。突破在于发展一种方法在合适的时间内形成非透明介质
内部结构的图像。蒙特卡罗方法致力于光子的粒子本质，以较高的计算复杂性和
时间为代价，换取较高的精度
3。 过去几年，为携带图像的弹道光子和"蛇形"光子从多次散射的漫射光子中选出，已提供几种方案。这些方案利用散射引起的入射光特性（如方向性、偏振、相干性及持续时间变化）中的一个或多个。因为成像光子变化最小，解决办法是设计一种能让具有特定初始特性的光子通过而反其它光子挡去的门。一种方案是"空间门"，它利用弹道光子和"蛇形"光子在入射方向出射，而多次散射光则在各个方向出射。因此，一个中心在入射方向并放在样品后面的小孔光阑可以收集弹道光子和"蛇形"光子，并有效地抑制大部分散射光。同样，时间门利用携带图像的光子比散射光子更早地从样品出射这一事实。为真正实现时间门，需要能打开几个皮秒的快门，让早期的光子通过，然后及时关闭而隔去延迟的散射光子。下面简单介绍一下现有的光子筛选技术：（1） 空间选通 共焦成像和傅里叶空间滤波是两个普通空间门技术。在共焦成像中以一个光纤准直器把光投射到样品上，另一个面对透射体的共线光纤准直器接受直接通过的光。由于收集光纤的直径小，只能接受前向传输的光而不接受离轴散射光。在保持照明体和收集光纤精确共线的条件下，利用同步逐点扫描通过物体可得到二维图像。 在傅里叶门中以一准直光束照射物体，一焦距为F的透镜放在F距离处对光子聚集，使其在二倍焦距处保持准直。放在透镜焦距处的小孔光阑允许携带图像的光通过，而挡去大部分漫射光][/size]
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