生物医学成像中4×4穆勒矩阵变换参数的定量分析

1：实验设计与方法选择：

本研究采用双旋转延迟器偏振仪装置，在背向散射和透射几何构型下进行穆勒矩阵测量。通过实验仿体（丝仿体和双折射梯度折射率透镜）及基于组织模拟模型（球体模型、球柱模型、球体双折射模型）的蒙特卡罗模拟，分析柱状散射体与双折射对穆勒矩阵元素及其衍生参数的影响。采用定量评估指标（T值和r²值）评价参数性能。

2：样本选择与数据来源：

样本包括丝仿体（各向异性柱状散射体）、双折射梯度折射率透镜、离体猪结肠组织（反射几何构型）以及人体病理切片（透射方向，包含乳腺癌、克罗恩病和肠结核组织）。人体组织样本由深圳第六人民医院（南山医院）提供并获伦理批准。

3：实验设备与材料清单：

二极管激光器（632 nm，3 W，Cree）、透镜（L1、L2、L3；Thorlabs）、固定线偏振片（P1、P2、P3；GCM-0902M，大恒光电）、可旋转四分之一波片（R1、R2、R3；大恒光电）、CCD相机（CCD1、CCD2；QImaging 74-0107A）、丝仿体、梯度折射率透镜（飞秒科技有限公司）、组织样本。

4：LL3；Thorlabs）、固定线偏振片（PPP3；GCM-0902M，大恒光电）、可旋转四分之一波片（RRR3；大恒光电）、CCD相机（CCDCCD2；QImaging 74-0107A）、丝仿体、梯度折射率透镜（飞秒科技有限公司）、组织样本。 实验流程与操作规范：

4. 实验流程与操作规范：偏振片固定为水平方向，四分之一波片以固定速率旋转（ω₂=5ω₁）。穆勒矩阵元素通过傅里叶系数计算得出。使用标准样本（空气和延迟器）进行装置校准。分别在背向散射（丝仿体、猪结肠）和透射（梯度折射率透镜、人体组织切片）构型下开展测量。

5：数据分析方法：

通过特定方程将穆勒矩阵元素转换为MMPD参数（Δ、R、D、δ）和MMT参数（b、t1、t2、t3）。蒙特卡罗模拟生成不同组织模型的穆勒矩阵。计算评估指标T值（归一化变化范围）和r²值（决定系数），比较参数敏感度及其与组织结构特征的关联性。