本文创新的提出一种基于δ声波场和近红外光漫射理论实现生物组织的光学断层成像技术(DSF-DOT),并利用这种技术进一步实现早期乳腺癌的光学检测.各章节的主要研究内容包括:第一章:绪论.本章综合评述了在非均匀介质中光散射理论和光逆散射理论的发展背景和国内外的研究现状,并在漫射理论框架内,阐述了本课题研究的现实意义和广泛的应用前景,还扼要说明了本论文的主要研究内容.第二章:漫射理论.这里简要地介绍了输运理论的一些基本概念、基本物理量和介质光学特性参数的物理意义和定义,得到输运理论的基本微分方程,进一步通过对输运方程作漫射近似推导出适用于描述生物组织中光输运规律的漫射近似方程.第三章:实现δ声波场的构造.利用球面换能器把声波很好地聚焦到生物组织内某一微小区域上,进一步通过对球面换能器激励电压的优化设计很好地抑制了焦点周边的振荡声压,而且压缩了声压分布的半宽,提高了声压分布的峰值,从而形成一个理想的δ声波场.第四章:利用δ声波场和近红外光实现乳腺肿瘤的精确定位.通过构建一个δ波形的声波场,作用到乳腺组织中从而改变组织内某一点的光学特性参数,这种改变对组织表面光分布的影响可以视为微扰,通过控制其作用点在深度上扫描,测得一系列乳腺组织表面一级微扰光分布,从中提取肿瘤与正常组织的差异特性,实现乳腺肿瘤的精确定位和大小测定.第五章:基于δ声波场的生物组织光学断层成像.通过构建一个δ声波场并作用到生物组织中,仅改变组织内作用点上的光学特性参数,并影响近红外光在组织中的传播特性而改变组织表面的光强分布.利用组织表面光强改变量与作用点上组织光学参数改变量之间的内在关系,可以通过对δ声波场作用点上组织的扫描实现组织内部的断层成像.第六章:利用DSF-DOT实现早期乳腺肿瘤边界的无损测定.利用基于δ声波场和近红外漫射理论的光学层析成像技术(DSF-DOT),很好的实现了在不同边界模型下早期乳腺肿瘤边界的测定,并考察了δ声波场作用区域的大小对肿瘤边界重构的影响特性.第七章:δ声波场对DSF-DOT成像分辨率的影响特性.利用漫射光层析成像(DOT)理论,引入一个δ声波场来实现对乳腺肿瘤图像的重构,然后详细考察了δ声波场的模型结构对早期乳腺肿瘤边界重构精度的影响.第八章:DSF-DOT技术中声光系数的无损测定声光系数(η)是DSF-DOT中一个重要的实验参数,本章导出一种可以检测均匀生物组织声光系数的无损测量方法,其基本思想为:在生物组织中作用一个适当频率和相位的声波后,将改变生物组织中光学参数的空间分布,从而改变组织表面的光强分布,故而利用测定声波场作用前后组织表面一点处的光强改变量,就能测出组织的声光系数(η).