模拟皮肤组织中光传播的非结构化网格蒙特卡罗法

蒙特卡罗法(MC)广泛用于模拟光在皮肤组织中的传播。发展了基于四面体网格的蒙特卡罗(TMC)方法,提出了距离阈值的概念避免数值耗散导致的错误能量沉积。通过计算带有单根血管的两层皮肤模型比较了几何蒙特卡罗(GMC)、基于结构化网格的蒙特卡罗(VMC)和TMC。GMC 通过数学定义组织界面,避免了离散,精度最高,但不适用于复杂的界面。VMC 实施简单,但是对曲折表面的离散会导致显著的误差。TMC 使用边界适应性较好的四面体单元在计算的精度和灵活性上找到了平衡。计算结果表明,TMC 法对几何形状的空间适应性远强于VMC,在复杂界面区域的误差仅为VMC 法的10%~25%,是一种理想的边界区域离散化的方法。