Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:616.12-073
Номер:2 (148)
Скачать PDF0 Кбайт
Современные методы математического моделирования в биомедицинских исследованиях
Аннотация:
Предмет исследования. Исследованы основные подходы к математическому моделированию процесса взаимодействия оптического излучения с биологическими тканями. Метод. Метод Монте-Карло представляет аппроксимацию решения уравнения переноса излучения. Данное решение достигается с помощью выборки множества возможных траекторий световых квантов (пакетов фотонов) при прохождении через ткань. Полученная стохастическая модель позволяет моделировать распространение света в мутной (рассеивающей) среде. В работе рассмотрены основные типы взаимодействия фотонов с тканью: рассеяние, поглощение и отражение/преломление на границе среды. Основные результаты. Показаны эффективные методы моделирования задачи спектроскопии комбинационного рассеяния в мутных средах с учетом параметров детектора и объема выборки. Рассмотрены два принципиальных подхода к численному моделированию комбинационного рассеяния. На основе данных открытых научных работ показан вариант моделирования комбинационного рассеяния в нормальной многослойной коже человека в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. Представлены спектры комбинационного рассеяния срезов нормальной ткани кожи ex vivo для количественной оценки различных внутренних микроспектральных свойств различных слоев кожи. Приведено сравнение реконструированного спектра комбинационного рассеяния кожи с клинически измеренными спектрами кожи in vivo. Показано общее соответствие смоделированного процесса и экспериментальных данных. Практическая значимость. Показана возможность применения последовательного метода Монте-Карло для обработки данных в корреляционной широкопольной оптической когерентной томографии для исследования биологических объектов.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Полимерная композиция с фенантренхиноном для записи рельефных голографических решеток
- Анализ фазовых изображений, полученных при использовании голографической системы регистрации на основе эффекта геометрической фазы и поляризационной камеры
- Система цветоделения на основе цветового треугольника для колориметрических исследований в микроскопии
- Концепция регистрации изображений с использованием двухэлементного активного оптико-электронного комплекса
- Вариационная задача адаптивного оптимального управления. Теоретический и прикладной компьютерный анализ
- Краткий обзор развития теорий робастности, грубости и бифуркаций динамических систем
- Решение задачи достижимости в графе с заданными ограничениями в виде многокомпонентной контекстно-свободной грамматики с использованием умножения матриц
- Предсказание результатов 16-факторного теста Р. Кеттелла на основе анализа текстовых постов пользователей социальной сети
- Методика управления компонентами распределительной электроэнергетической системы при обеспечении качества потребляемой электроэнергии
- Голосовая система оценки ответов для учащихся с ограниченными физическими возможностями, использующих обработку естественного языка и машинное обучение
- Обнаружение вредоносного домена на основе естественного языка с использованием машинного обучения и глубокого обучения
- Гибридный алгоритм JAYA для планирования рабочих процессов в облаке
- Информационная модель продолжительности покупки товаров первой необходимости
- Разработка технологии интерактивной мобильной поддержки пациентов с хроническими заболеваниями
- Выделение ролей в сетях общественного транспорта с атрибутами узлов: описание модели
- Обзор систем обнаружения сетевых вторжений, основанных на подходах глубокого обучения
- Мониторинг состояния здоровья населения по возрастным группам
- Модель аналитики энергопотребления на основе интеллектуальной оболочки Game Optimization для данных интеллектуального учета
- Метод активного демпфирования напряжения с отрицательной обратной связью по току звена постоянного тока в электрических и гибридных электрических трансмиссиях
- Сравнительный анализ методов управления вентильно-индукторной электрической машиной
- Газовая динамика стационарных сверхзвуковых газовых струй с инертными частицами при их истечении в среду с низким давлением
- Смешанные формы свободных колебаний прямоугольной CFCF-пластины
- Моделирование тепло-гидродинамических процессов в испарителях низкотемпературных систем с внутриканальным кипением хладагентов
- Высокопроизводительное моделирование напряженно-деформированного состояния тонкостенных оболочечных конструкций с использованием глубокого обучения
- Валидация автоматных спецификаций