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龍圖騰網恭喜哈爾濱理工大學申請的專利基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116227227B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-23發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310320049.4，技術領域涉及：G06F30/20；該發明授權基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法是由于雙;張文強;趙煙橋;楊文龍;于欣;于曉洋設計研發完成，并于2023-03-29向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法在說明書摘要公布了：本發明基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法屬于生物組織空間頻域成像技術領域，具體涉及光學特性參數反演方法；該方法包括以下步驟：設置皮膚組織仿真樣品參數；設定光學特性參數的取值與組合；通過蒙特卡洛仿真得到漫反射率；構建皮膚組織漫射方程組并通過最小二乘算法進行反演；通過計算分析得到反演誤差的變化規律；設定初值，測量得到皮膚漫反射率并反演出光學特性參數；通過迭代優化全衰減系數得到最優空間頻率采樣區間與采樣間隔和最優光學特性參數；相比于基于漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法，本發明方法的有益效果在于能得到最優空間頻率采樣區間與采樣間隔，有效地減小光學特性參數反演誤差。

本發明授權基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法在權利要求書中公布了：1.基于頻率優化漫射方程的皮膚組織光學特性參數反演方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟a、皮膚組織仿真樣品設定為面積無窮大的平板，仿真樣品幾何參數中厚度設定為d＝2cm、深度z方向上的網格線總數設定為nz＝200、半徑r方向上的網格線總數設定為nl＝300、網格線間距即分辨率設定為Δ＝0.01cm；根據皮膚組織光學性質，仿真樣品物理參數中各向異性系數設定為g＝0.9、折射率設定為n2＝1.4、其周圍介質折射率設定為n1＝1，入射光子數量設定為m＝106、光波長設定為λ＝633nm；將這些參數設定值置入生物組織光傳輸蒙特卡洛仿真模型，形成皮膚組織光傳輸蒙特卡洛仿真模型，所述皮膚組織光傳輸蒙特卡洛仿真模型輸入量為皮膚組織光學特性參數μa,μ′s和皮膚表面條紋光的空間頻率fj、輸出量為漫反射率仿真值Rμa,μ′s,fj，所述皮膚組織光學特性參數包括吸收系數μa和約化散射系數μ′s；步驟b、依據實際皮膚組織光學特性參數，設定入射光波長為633nm時皮膚組織光傳輸蒙特卡洛仿真模型的輸入量吸收系數μa取值和約化散射系數μ′s取值及其組合參見表1：表1輸入光學特性參數設定值及其30組組合cm-1 表1中全衰減系數μtr為μtr＝μa+μ′s令fj＝γ×μtr其中，fj以全衰減系數μtr為單位歸一化表達為γ；根據表1中設定值，再考慮到漫射近似方程的前提條件fj＜0.33μtr，設定起始空間頻率fmin取值范圍為0μtr-0.08μtr、取值間隔為0.01μtr、取值共計9個，設定終止空間頻率fmax取值范圍為0.09μtr-0.33μtr、取值間隔為0.03μtr、取值共計9個，對每組光學特性參數μa,μ′s即每個全衰減系數μtr都形成81個空間頻率采樣區間，從光學特性參數反演相對誤差最小角度出發設定空間頻率采樣間隔Δf在μ′s＝10cm-1時為0.3cm-1、在其它情況下為0.4cm-1；步驟c、針對表1中每組光學特性參數μa,μ′s，在每個空間頻率采樣區間[fmin,fmax]中，以空間頻率采樣間隔Δf為步長得到空間頻率采樣點fj＝fmin+j×Δf，其中j＝0,1,2,…,J、J＝floor[fmax-fminΔf]、floor為向下取整函數，將光學特性參數μa,μ′s和空間頻率采樣點fj置入皮膚組織光傳輸蒙特卡洛仿真模型，運行皮膚組織光傳輸蒙特卡洛仿真程序，得到每組光學特性μa,μ′s下皮膚組織仿真樣品在每個空間頻率采樣區間[fmin,fmax]中空間頻率采樣點fj下的漫反射率仿真值Rμa,μ′s,fj；步驟d、將皮膚組織仿真樣品折射率n2＝1.4置入生物組織漫射近似方程，得到 其中j＝0,1,2,...,J，則得到一個含有J+1個方程的方程組，且Rμa,μ′s,fj是通過蒙特卡洛仿真得到的皮膚組織漫反射率仿真值；采用最小二乘算法求解所述方程組，得到吸收系數反演仿真值和約化散射系數反演仿真值步驟e、按照下面公式進行計算得到反演仿真值和的相對誤差和為 那么得到30組仿真樣品在81個空間頻率采樣區間[fmin,fmax]下的反演仿真值和的相對誤差；最后對比分析所有反演仿真值的相對誤差，以反演仿真值相對誤差最小為原則得到最佳起始頻率fmin和最佳終止頻率fmax與μ′s之間的關系，參見表2：表2最佳起始頻率fmin和最佳終止頻率fmax與μ′s之間的關系cm-1 步驟f、用漫反射率測量裝置得到皮膚組織漫反射率測量初值Rm1μa,μ′s,fj，空間頻率采樣區間選擇81個空間頻率采樣區間[fmin,fmax]中的最大區間[0,14.52cm-1]作為初值，空間頻率間隔選擇0.4cm-1作為初值，將皮膚組織漫反射率測量初值Rm1μa,μ′s,fj置入生物組織漫射近似方程，得到 則得到一個含有37個方程的方程組，采用最小二乘算法求解該方程組，得到吸收系數反演測量初值和約化散射系數反演測量初值并根據反演測量初值和計算得到全衰減系數反演測量初值 步驟g、將反演測量初值和作為表2中μ′s和μtr的取值，得到優化的空間頻率采樣區間為其中 空間頻率采樣區間優化為空間頻率間隔優化為當時取0.3cm-1、當時取0.4cm-1，在該空間頻率采樣區間與間隔下用漫反射率測量裝置得到皮膚組織漫反射率測量值Rm-newμa,μ′s,fj，將皮膚組織漫反射率測量值Rm-newμa,μ′s,fj置入生物組織漫射近似方程，得到 則得到一個含有J+1個方程的方程組，采用最小二乘算法求解該方程組，得到優化的吸收系數反演測量值和優化的約化散射系數反演測量值并根據優化的反演測量值和計算得到優化的全衰減系數反演測量值步驟h、判斷迭代終止條件是否成立，其中δ＝0.04cm-1為迭代終止閾值；若成立，迭代結束得到最優反演測量值為和若不成立，則用和替代步驟g中的和并返回步驟g。

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