基于光鑷系統(tǒng)的肺癌細胞折射率理論計算與仿真分析.pdf

1、肺癌是一種致死率極高的惡性腫瘤，當前以CT影像檢查為主實現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療”以提高患者的生存率。而臨床影像學定性診斷結果還存在較高的假陽性率及誤診率。影像診斷是利用生物組織光學特性的變化反映其生理狀態(tài)的改變。在細胞尺度上，“折射率”就是揭示這種變化的光學參數(shù)。確切的認識肺癌細胞的折射率，對提高CT定性診斷的準確率有重要意義。為此，本文提出一種基于光鑷技術計算肺癌細胞折射率的方法，并進行了理論計算與誤差分析。
　　 本文首

2、先對細胞在光阱中被穩(wěn)定捕獲的條件進行研究，通過對光學梯度力的理論分析，根據(jù)肺癌細胞的特性，選擇光阱力計算模型，并對其所受軸向力進行仿真分析，針對仿真結果討論光鑷系統(tǒng)參量對軸向力的影響情況。結果表明:肺癌細胞被捕獲的前提條件是其與周圍介質的相對折射率大于1;較小的激光束腰以及較大的激光功率都會形成穩(wěn)定的軸向捕獲，但極小的束腰因衍射的制約難以實現(xiàn)，而功率過大，易使細胞受損及生物特性改變;細胞對不同波長的光的吸收差異較大，對軸向捕獲的穩(wěn)定性影

3、響較大。以上結論為選擇適當?shù)墓忤囅到y(tǒng)參數(shù)使肺癌細胞在光阱中被穩(wěn)定捕獲提供理論依據(jù)。
　　 基于幾何光線理論，利用復化simpson法計算肺癌細胞軸向光阱力并進行仿真計算，通過穩(wěn)定平衡點，進行剛度與折射率關系的理論計算與曲線擬合，擬合結果表明:光阱剛度和肺癌細胞折射率的變化關系與三次多項式曲線擬合較好。
　　 肺癌細胞在光阱中可視為做布朗運動的微粒，利用Monte-Carb法模擬肺癌細胞在光阱中位移隨時間的變化關系序列，熱