皮肤激光医学原理及临床应用
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第二节 库贝尔卡-蒙克理论

库贝尔卡-蒙克理论是由Kunbelka和Munk开发的,局限于线性几何的一种模型。由于它的参数通常用于医学物理学领域,下面来讨论这个理论的基本思想。与一级散射相反,这个理论主要的假设前提是,辐射度完全是由漫射得到的。即

J C=0

在生物组织内有两个可被区分的漫反射光通量。在辐射光入射方向上的光通量为J1,在相反方向上后向散射的光通量为J2

有两个库贝尔卡-蒙克系数AKMSKM,它们分别被定义为吸收和散射漫射辐射。应用这些参数,可得到两个微分方程:

式中,z代表的是入射辐射的平均方向。上述两个方程表明,由于吸收和散射的存在使两个方向的辐射度都有所减小,而又由于光子向其相反的方向上散射,所以它们都又有一个增量。上述两个方程的通解可以分别表示为

J 1z)= c11exp(- γ z)+ c12exp(+ γ z
J 2z)= C21exp(- γ z)+ c22exp(+ γ z

其中γ=+2AKMSKM

库贝尔卡-蒙克理论中最主要的问题是怎样用αα3来表示AKMSKM。当用dl代表散射光子的路程长度微元,用dz代表相干光子的路程长度微元时,就可以写出平均值:

αdl〉= αbdz〉)=( ab)〈 dz〉 = A KMdz

式中,b﹥1。

库贝尔卡-蒙克理论是一种被称做多通量理论的特殊形式。在这个理论中,当考虑到在许多离散角上的辐射度时,传输方程就变为一个矩形微方程。Ishimaru对多通量理论有详细描述。除了Kubelka和Munk提到的两个方向上的通量外,在其他的理论中还有更多的光通量被提到。如Yoon等的7个通量。但所有这些多通量理论,被局限于一维几何结构,并且假设入射光已被漫射。它的另一个缺点是必须有大量的计算机运算。