生物医学光子学试题及答案.doc

第 4 页 共 4 页生物医学光子学一、填空题（共50分，每空1分）1光与生物组织体相互作用的基本形式多种多样，其中 可能使电子向上跃迁到不同电子激发态的不同振动能级上，也有可能使分子实现不同的振动能级之间的跃迁；描述该现象的光学参数及其单位为 ，它代表 ；描述该现象的定律为 ，其数学描述为 。（注意：写出三个中任何一个均可，但对应要写出公式中参数的含义）2 在其它条件固定的情况下，Rayleigh scattering的特点是 而Mie scattering的特点是 。3 Raman scattering 发生过程中，入射光量子和被测分子之间 。Raman效应与荧光产生机制不同之处在于前者 激发光，而荧光是物质 后发射的波长长于激发光的光。4 对于生物组织体这样的混沌介质，若以超短激光脉冲入射，则出射的光可以按照其在组织体中传播的时间被分为三类，分别为 、 和 。各自特点分别为： ； ； 。基于此，OCT与DOT两种成像方式的区别在于前者应用 的特点，而后者是 来实现的。5 Photothermal effects 是由于 ，最终的结果是造成了组织的热损伤。6 在Monte Carlo simulation 算法中，VRMC和AMC的主要区别是：AMC中 ；而在VRMC中， ，因此，VRMC的计算效率比AMC高得多，一般用106个光子包即可达到满意的近似结果。7 选择光电探测器时需要考虑的性能参数主要有 、 、 和 等。8 光电探测器的噪声主要有 、 、 和 等。对于含有噪声的周期性微弱光信号的测量，可以采用 技术或 技术改善信噪比。9 用于样品浓度和光谱之间线性关系关联的回归方法中， 相比 和 更具有先进性，计算结果更为可靠，模型在实际光谱中的可解释性也更强；而 方法和 方法等常用于非线性关系的关联。10 DOT成像技术不能沿用X-CT技术的图像重建算法，是因为 ；当应用非线性优化方法进行DOT图像重建时主要难点是 和 。11 血氧饱和度是指 。目前，血氧饱和度检测的临床应用主要有以下几个方面： 、 、 、 和 等。12 时间分辨DOT测量系统通常采用基于 检测器的 技术测量时间扩展曲线，对该时间扩展曲线进行积分即可得到出射光的强度。13 Photodynamic therapy的基本要素是 、 和 。二、简述组织中光传播的Monte Carlo simulation的主要步骤，其中重点说明五个随机数是如何设置的；并说明组织中光传播的MC simulation 的基本优势。（12分）三、（1）画出双积分球技术测量系统示意图，并说明其与单积分球相比的优缺点；（2）简要描述应用双积分球测量得到生物组织光学特性参数的测量过程。（8分）四、画图说明photomultiplier tube(PMT) 内部结构，并说明其工作原理及PMT的优缺点。（10分）五、（1）根据葡萄糖吸收光谱在NIR区的特点，简要说明近红外光谱测量血糖浓度时测量波段的选择原因。（2）并请简述近红外光谱定量测量血糖浓度的流程及步骤。（10分）六、结合给出的示意图，叙述OCT系统的成像原理，给出纵向分辨率和横向分辨率的计算方法，并说明选用低相干光源的原因。（10分）答案参见我的百度空