基于MATLAB的梅氏理论生物组织光学成像仿真系统

资 源 简 介

实现汪利宏《生物成像原理》中的梅氏光学仿真模型，模拟生物组织中的光子传输、吸收分布及散射效应，支持多层结构光学特性分析与结果可视化。适用于生物医学成像研究与教学。

详 情 说 明

基于梅氏理论的生物组织光学成像仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台实现了《生物成像原理》（汪利宏著）中提出的梅氏理论光学仿真模型。系统采用蒙特卡洛光子传输模拟算法，精确模拟光子在多层生物组织中的传播过程、能量吸收分布及散射效应。通过参数化调整组织光学属性和光源配置，可用于研究不同生物组织的光学成像特性，为生物医学光学成像研究提供可靠的仿真工具。

功能特性

• 多参数仿真模型：支持自定义组织光学参数（吸收系数μa、散射系数μs、各向异性因子g）、光源配置（波长、功率、入射角度等）和组织几何结构
• 蒙特卡洛光子追踪：采用精确的光子传输算法，模拟光子在多层介质中的随机行走过程
• 多维可视化分析：生成光子分布密度云图、光能吸收分布热力图、光学特性参数曲线等多种可视化结果
• 数据分析与验证：提供能量守恒验证、收敛性分析等仿真数据报告，支持数据导出功能

使用方法

1. 参数配置：在相应配置文件中设置组织光学参数、光源参数和仿真控制参数
2. 运行仿真：执行主程序启动蒙特卡洛光子传输模拟计算
3. 结果分析：查看生成的可视化图表和数据报告，分析光学传输特性
4. 数据导出：将仿真结果导出为.mat或.csv格式用于进一步分析

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 需要安装图像处理工具箱和统计工具箱
• 推荐内存≥8GB，处理大规模仿真时建议≥16GB

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括光子传输模拟的初始化设置、蒙特卡洛随机行走算法的执行流程、多层组织边界的光学传输计算、光子能量吸收与分布统计的数据处理、以及多种可视化结果的生成与输出。该文件通过协调各功能模块的工作，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真流程。