Імітаційне моделювання процесів міграції фотонів в біологічному середовищі

Abstract

В статті розроблено вдосконалену імітаційну модель поширення фотонів у розсіювальній біотканині на основі методу Монте-Карло, що дозволяє комплексно враховувати всі основні оптичні процеси, що відбуваються при поширенні оптичного випромінювання через БТ. На основі розробленої статистичної моделі проведено імітаційне моделювання процесів поширення фотонів у шкірі та окремих її шарах, яке дозволило встановити характеристики розсіювання та пропускання для кожного з шарів шкіри з модельними параметрами з урахуванням кутів падіння випромінювання видимого та ближнього ІЧ діапазонів, товщини шарів шкіри. Також моделювання дозволило визначити відносну інтенсивність розсіяних фотонів залежно від локалізації.The article developed an improved simulation model of the propagation of photons in scattering biotissue based on the Monte Carlo method, which allows comprehensive consideration of all the main optical processes that occur during the propagation of optical radiation through BT. On the basis of the developed statistical model, simulation modeling of photon propagation processes in the skin and its separate layers was carried out, which allowed to establish the scattering and transmission characteristics for each of the skin layers with model parameters taking into account the angles of incidence of radiation in the visible and near-IR ranges, the thickness of the skin layers. Also, the simulation made it possible to determine the relative intensity of scattered photons depending on localization.