血液流变学是60年代后才发展起来的一门边缘交叉学科,其中红细胞变形性的研究倍受关注。将血细胞视为直径为几微米到几十微米的微粒,就可用光散射法来研究各种红细胞的变形。论文重点研究静态红细胞和在剪切力作用下变形成椭球形的红细胞的光散射及光子在红细胞悬浮液中随机游走的蒙特卡罗仿真。光散射的经典理论米氏理论计算比较复杂,因而通常在进行微粒分析时采用米氏理论的近似理论——夫朗和费衍射理论。生物细胞的相对折射率接近于1,而夫朗和费衍射理论则没有考虑穿过微粒的透射光,因而误差比较大。因此,论文根据红细胞的尺寸参数和相对折射率采用另一种理论——反常衍射理论分析静态和变形红细胞的光散射。这种理论考虑了透射光的影响,计算出红细胞的三轴参数的误差较小,这一点在给出的仿真结果中得到了证实。论文研究了血细胞的光学模型,根据红细胞的光学特性建立了均匀球模型和V/S(等体积/等表面积)模型,在这个模型基础上对红细胞的光散射进行研究。蒙特卡罗方法是一种基于数理统计的随机试验方法。论文将红细胞悬浮液视为随机介质,红细胞视为介质中的散射(吸收)元,跟踪每一个光子在系统中的运动轨迹,通过跟踪大量光子得到红细胞光散射的统计结果,再进一步反演得到红细胞三轴的值。仿真中采用两种不同的理论进行分析,仿真结果表明,当生物细胞(红细胞)与周围介质的相对折射率接近于1时,适合用反常衍射理论进行分析。论文最后进行了实验数据分析,将实验数据与仿真结果进行比较,进一步证实了仿真方法和反常衍射理论的适用性、正确性。