Моделирование сигнала пространственно-разрешенной рефлектометрии от трехслойной среды с сильным рассеянием применительно к проблеме определения содержания глюкозы в коже человека

Проанализирована возможность применения пространственно-разрешенной рефлектометрии (ПРР) на длине волны 820 нм для детектирования изменений оптических свойств слоистой случайно-неоднородной сильно рассеивающей среды, моделирующей биоткань, при изменении в ней содержания глюкозы. Методом Монте-Карло получены модельные сигналы от трехслойного фантома биоткани, состоящего из двух слоев кожи и заключенного между ними слоя крови. Считалось, что изменение концентрации глюкозы вызывает изменения оптических параметров в слое крови и глубинном слое кожи. Для анализа траекторий фотонов, формирующих сигнал ПРР, получены их карты рассеяния. В качестве параметра, характеризующего эти траектории, выбрано отношение пробега фотона в слоях, чувствительных к изменению уровня глюкозы, к полному пробегу в среде. Проанализировано относительное изменение отраженного сигнала, вызванное изменением концентрации глюкозы, в зависимости от расстояния от источника зондирующего излучения до детектора. Показано, что наибольшее относительное изменение сигнала (около 7%) имеет место при расстоянии от источника до детектора, изменяющемся от 0.3 до 0.5 мм в зависимости от параметров модели.