联合有限元法和蒙特卡罗模拟的颅骨对光热影响

宋贤林; 游博康; 李思行

doi:10.16366/j.cnki.1000-2367.2023.05.11.0001

河南师范大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (06) : 107 -114. DOI: 10.16366/j.cnki.1000-2367.2023.05.11.0001

联合有限元法和蒙特卡罗模拟的颅骨对光热影响

宋贤林, 游博康, 李思行

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摘要

利用MCmatlab程序构建了小鼠在有颅骨和无颅骨情况下的脑部光热模型，联合蒙特卡罗方法和有限元法来研究颅骨对脑部光热效应的影响.利用蒙特卡罗方法模拟大量光子在不同脑组织中的传播规律；利用有限元法计算每个单元对光能量的吸收，进而获得脑组织的温度分布.仿真结果表明：在有颅骨的情况下，光在穿过头皮和颅骨时会发生严重的吸收和散射，只有小部分光子能够穿过头皮和颅骨被血管和灰质吸收，光热效应较弱；在无颅骨的情况下，绝大多数的光能够入射到灰质中，血管能够吸收大部分的能量而导致温度上升显著，血管温度上升约0.2℃,光热效应明显.