Математическое моделирование переноса излучения в биологических средах

Монография посвящена разработке и исследованию математических моделей процессов распространения оптического излучения в сильно рассеивающих биологических средах. Обосновано построение данных моделей в рамках теории переноса излучения. Рассмотрены основные подходы к аналитическому решению прямой задачи теории переноса, в том числе диффузионное приближение и теория Кубелки-Мунка. Показаны преимущества решения поставленных задач на основе численных методов Монте-Карло. Особое внимание обращено на учёт доплеровских эффектов при рассеянии излучения в биологических средах с подвижными частицами. Приведены результаты исследования возможности диагностики свойств биологических сред на основе анализа распределения интенсивности обратно рассеянного излучения и частотной составляющей спектра рассеянного излучения, возникающей в силу эффекта Доплера. Приведены результаты моделирования распространения импульсного лазерного излучения на основе нестационарной теории излучения. Рассмотрены вопросы повышения производительности вычислений при компьютерном моделировании переноса с использованием CPU с технологией Hyper-Threading и многопоточных графических процессоров на базе технологии Nvidia CUDA.