传统的漫射方程均假设生物组织在纵向上是半无限厚的，横向上是无限大的。针对某些在横向上不是无限大的生物组织(如前臂和手指)，建立了一个任意多层矩形生物组织漫射模型，该模型假设生物组织在纵向上是半无限厚的、多层的，在横向上是个矩形。在矩形边界条件下，根据光在生物介质中传播的漫射方程，结合外推边界条件，建立并给出了光在半无限厚稳态多层矩形介质中的漫射方程的精确解，利用建立的模型计算了空间分辨漫反射，同时编写相应的蒙特卡罗模拟程序，验证方程的正确性。建立的方程不但能解决横向上是矩形的介质问题，还能解决横向上无限大、纵向上半无限厚的介质问题，更能解决在横向上x 或y 轴之一是无限大、另一个轴是有限大小的组织问题。

分析了光在多层不匹配折射率介质中的漫射方程,给出了精确的漫射方程解.用蒙特卡罗方法检验了稳态的漫射方程.通过与多层介质的空间分辨漫反射蒙特卡罗方法的比较,验证了方法的正确性.讨论了有限尺寸光源和折射率的变化对空间分辨漫反射的影响.实验结果表明,折射率的变化对漫射的影响会因折射率的不同而不同,折射率在1.35～1.45之间变化时,最大误差为7%.

生物体的表面组织是一个不匹配的多层介质,大多数研究人员研究匹配介质的漫射方程,将组织表面看作折射率相同的介质。为更好的理解光在生物体内的传播,建立了不匹配条件的三层半无限厚频域方程的解;并对频域进行傅里叶变换,计算出时域的时间分辨漫反射。为了验证此的理论,使用蒙特卡罗方法进行仿真研究,结果表明该理论研究不仅和蒙特卡罗方法高度一致,而且还可以解决两层不匹配介质模型。

如果应用漫射方程分析和确定生物表面组织的光学特性，就能够确定生物活体是否发生病变，实现生物活体的无损探测。目前，光在生物体内传播常用的基本模型是半无限厚模型和两层介质模型。而实际上，人体组织为多层介质。根据漫射方程理论，在平稳状态条件下，使用外推边界条件，精确给出了匹配介质中平稳状态下三层体系光的漫射方程格林函数的解。通过此解，可以算出空间分辨漫反射。使用蒙特卡罗方法来验证三层体系的漫射方程，发现我们给出的理论解，不仅可以包括与Kienle的结论一致的两层体系模型的空间分辨漫反射的解，而且三层体系漫射方程的空间分辨漫反射解和蒙特卡罗方法基本一致。

本文提出一种利用δ声波场和近红外光漫射理论实现球形乳腺肿瘤精确定位的新颖思路.通过构建一个δ波形的声波场,作用到乳腺组织中从而改变组织内某一点的光学特性参数,这种改变对组织表面光分布的影响可以视为微扰,通过控制其作用点在深度上扫描,测得一系列乳腺组织表面一级微扰光分布,从中提取肿瘤与正常组织的差异特性,实现乳腺肿瘤的精确定位和大小测定.该方法具有广泛的临床医学应用前景,为乳腺癌的早期检测提供一种全新思路.