Modeling and experimental verification for a broad beam light transport in optical tomography

This paper describes a general theoretical model for computing a broad beam excitation light transport in a 3D diffusion medium. The model is based on the diffusion approximation of the radiative transport equation. An analytical approach for the light propagation is presented by deriving a corresponding Green's function. A finite cylindrical domain with a rectangular cross section was considered as a 3D homogeneous phantom model. The results of the model are compared with corresponding experimental data. The measurements are done on solid and liquid phantoms replicating tissue-like optical properties.

ZusammenfassungDiese Arbeit beschreibt ein generelles theoretisches Modell für die Berechnung einer breitbandigen Anregungslichtausbreitung in einem 3D-diffusen Medium. Das Modell basiert auf der Diffusion-Approximation der Strahlungstransportgleichung. Ein analytischer Ansatz für die Lichtausbreitung wird durch die Herleitung einer entsprechenden Greenschen Funktion vorgestellt. Ein endlicher zylindrischer Raum mit einem rechteckigen Querschnitt wurde als ein 3D-homogenes Phantom-Modell angesehen. Die Ergebnisse des Modells werden mit entsprechenden experimentellen Daten verglichen. Die Messungen werden an festen and flüssigen Phantomen, die gewebeartige optische Eigenschaften repräsentieren, durchgeführt.