基于并行化逆向追踪技术的浅层组织拉曼蒙特卡罗模型

摘要：

采用蒙特卡罗方法(Monte-Carlo,MC)建立多波段拉曼光子输运精确模型是发展扩散拉曼层析成像技术(diffuse Raman tomography,DRT)的重要基础步骤.传统拉曼蒙特卡罗(Raman Monte-Carlo,RMC)方法虽模拟精确但耗时严重,在DRT技术中应用受限,为此,设计了基于并行化逆向追踪技术的拉曼光子蒙特卡罗建模方法,根据格林互易性质,调换模型中给定散射光源和探测器的位置,在表面探测点处发射散射光源,对大量光子的输运过程进行基于GPU并行化的逆向追踪并积分求和,该方法可有效简化传统RMC方法中的的逐点模拟过程,从而提高计算效率.模拟结果表明,采用此新方法获取89、178和356个波段下模拟数据的计算耗时分别为50、85和180 min,与传统方法相比有明显提升,因而该方法可作为浅层生物组织DRT技术适用的快速正向建模方法.

关键词：扩散拉曼层析成像、拉曼光子输运模型、蒙特卡罗模型、格林互易性质、并行化处理技术

所属期刊栏目：51

分类号：Q63(生物光学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目81371602,61475115,61475116,81401453,61575140,81571723,81671728

在线出版日期：2018-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：615-621