MOSE学习笔记（看的官方手册）

MOSE

Simulation菜单
Start：开始仿真
Stop：在仿真运行过程中可中止仿真，程序会提示仿真失败。

View菜单
View-Select Plane ： 设置视图的坐标系，包括“XOY”、“YOX”、“XOZ”、“ZOX”、“YOZ”和
“ZOY“。
View-Background Color ： 设置视图区域的背景颜色。 有三种颜色可供选择，包括黑色（常用），白色和灰色。
View-Color Bar ： 色彩条状图有5个选项可以选择。
View-Render Method ： 光传输仿真结果的图形绘制方式，包括基于顶点（mesh）与基于面（vertex）两种方式。基于点的绘制方式采用插值处理。基于面的绘制方式中每个面具有单一颜色。

View-Projection ： 在3D中设置投影方法，包括透视投影和正射投影。
View-Show Photon Trajectory（一般不用） ： 设置是否显示模拟过程中的光子运行路径。设置后，视图将显示每个运行的光子的路径。然而，这将在很大程度上降低仿真速度。不要建议用户设置此项。
View-Viewing Options ： 设置介质、光源、探测器在不同类型地图(参数图、吸收图、透光率图)中的显示属性，包括颜色、不透明度、显示/隐藏、实体/线框等。

工具栏
仿真参数图（Parameter Map）、光子吸收图（[CW]Absorption Map）、光子透射图（[CW]CCD Map）和光子探测图（[CW]Transmittance Map）可以通过菜单栏中的 Output 选择，
也可通过工具栏上的 Output graph 选择。

Input
-3D Parameter
有四个子页面：介质（Medium）、光源（Light Source）、探测器（Detector）和仿真属性（Simulation Property）。
设置仿真参数有两种方式：“参数文件输入”与“对话框输入”（采用对话框设置介质参数时，在“Medium Data Type”选项中用户只能选择“Regular Shape/Triangle Mesh”）

用户也可以通过对话框界面对各种仿真参数进行设置。下面按照参数设置的顺序进行介绍，共五个步骤：（1）设置介质参数；（2）设置光源参数；（3）设置谱段参数；（4）设置平板探测器参数；（5）设置仿真属性参数。当没有平板探测器时，可跳过第四步。

-Medium 设置介质参数 ：

在MOSE中，仿真对象称为介质，它由均匀介质(只包含一个组织)和非均匀介质(包含多个组织)组成。
用于定义组织的参数包括形状和光学参数。形状可以是规则(2D:矩形，椭圆;3D:立方体，椭球体，圆柱体)或不规则(三角形网格或四面体)。组织的光学参数包括吸收系数、散射系数、各向异性因子和折射率。

介质页面的第一个列表（Tissue with Regular Shape）显示介质中规则形状组织的相关参数；第二个列表（Tissue with Irregular Shape）显示介质中非规则形状组织的相关参数；第三个列表显示各组织对应的光学参数。另外在对话框底部可以设置介质周围环境折射率（Ambient Refractive Index）。

表 规则形状组织参数

Tissue Name	组织名字
Index	组织的编号，表示组织添加的顺序
Outermost	是否最外层组织标志位注。如果组织的是最外层的组织，则其最外层组织标志位标注为YES，其他组织必须完全在这个组织的包围盒内部，且只允许有一个最外层组织，否则在仿真过程中会发生错误。
Shape	组织形状，规则形状包括2D下的椭圆、矩形，3D下的椭球、立方体、柱体
X、Y、Z	形状中心的x，y，z坐标（MOSE中所有的长度单位均为mm）
a、b、c	形状X、Y、Z轴的半轴长（不同的形状对应的半周长意义不同）

表 非规则形状组织参数

Tissue Name	组织名字
Index	组织的编号，表示组织添加的顺序
Outermost	是否最外层组织标志位注。
Shape File Path	描述非规则形状组织的三角网格数据文件，MOSE现支持如下几种格式，包括PLY、OFF、SURF、MESH
Change Path	改变非规则形状文件路径

表 组织光学参数

Wavelength	波长
Absorption	吸收系数
Scattering	散射系数
Anisotropy	各向异性系数 0.9
Refractive Index	折射率 1.3

Add Tissue ：弹出“形状类型”选择对话框（规则/三角网格）
Del Tissue ：列表中选择的组织的形状参数和光学参数将被删除。

-Light Source 设置光源参数 ：
光源参数设置页面与组织页面在结构上类似。
第一个列表（Light Source with Regular Shape）显示介质中规则形状光源的相关参数；第二个列表（Light Source with Irregular Shape）显示非规则形状光源的相关参数；第三个列表显示各光源的光学参数，包括光子数、谱段能量、激发波长、量子产额、吸收因子、荧光寿命（后四个参数只属于 FMT 仿真中的荧光团）。

表 规则形状光源参数

Index	光源编号
Shape	光源形状
X、Y、Z	形状中心点的 X 、Y、Z轴坐标
a、b、c	形状 X、Y、Z 轴的半轴长
Azimuth Angle (Min)	光子出射方位角的最小值（FMT固定的）
Azimuth Angle (Max)	光子出射方位角的最大值（FMT固定的）
Deflection Angle (Min)	光子出射偏转角的最小值（FMT固定的）
Deflection Angle (Max)	光子出射偏转角的最大值（FMT固定的）
Internal	光源在组织内部或外部标志位
Solid	实体光源或面光源标志位
Specular	组织外部光源照射到介质表面是否发生镜面反射标志位
Luminous Type	光源发光类型，分为 BLT、DOT、FMT Excitation及 FMT Emission 四种类型，光源类型必须与在仿真属性页面设置的仿真类型（BLT、DOT、FMT）相一致，否则会出现错误。在 FMT 下，光源可设置 为 FMT Excitation 或 FMT Emission ， FMT Excitation 表示该光源为外部激发光，FMT Emission表示该光源为内部荧光团，荧光团需受外部激光激发后才能发光

表 非规则形状光源参数，与非规则形状组织类似

Shape File Path	描述非规则形状组织的三角网格数据文件，MOSE 现支持如下几种格式，包括.PLY、.OFF、.SURF、.MESH
Change Path	改变形状文件路径
其余部分与上表一致

表 光源光学参数

Wavelength	波长（FMT 仿真类型下对应荧光团的出射波长）
Number of Photons	对应波长下的光子数（FMT 仿真类型下荧光团不需设置该项）
Spectrum Energy	对应波长下的谱段能量（FMT 仿真类型下荧光团不需设置该项）
Excitation Wavelength (nm)	FMT 仿真类型下荧光团的受激发波长
Quantum Yield	FMT 仿真类型下荧光团的量子产额
Absorption Factor	FMT 仿真类型下荧光团的吸收因子
Life Time	FMT 仿真类型下荧光团的荧光寿命，单位为皮秒

** -Detector 设置平板探测器参数**（没有就跳过）
点击 Add Spectrum 按钮，用户可以添加新的谱段，由于各谱段下组织的光学参数并不相同，用户需输入对应新谱段的组织参数及光源参数。
在该子页面中可以设置探测器及透镜的相关参数

表 探测器参数

Vertical Plane	探测器垂直平面
X、Y、Z	探测器中心点的 X、Y、Z 轴坐标
Normal X、Y、Z	探测器法向量 X、Y、Z 轴值
Focul Length	透镜焦距
Imag Distance	探测器相距
Detector Width	探测器宽度
Detector Height	探测器高度
Width Resolution	探测器宽度分辨率
Height Resolution	探测器高度分辨率

-Simulation Property 设置仿真属性参数
在该子页面中，可以对光在介质及自由空间中传输仿真的各项属性进行设置。

Type of Forward Simulation	三种前向仿真类型，包括 BLT、FMT、DOT，用户可以选择任意一种
Domain	仿真模态，连续波（CW），时域（TD），频域（FD）
Medium Algorithm Type	光在介质中传输的仿真算法，目前只包含方差减小 MC 法 （VRMC）
Freespace Algorithm Type	光在自由空间中传输的仿真算法，目前只包含基于小孔原理的方法（PINHOLE）
Absorption	感兴趣区域的光子吸收矩阵设置，2D 下分为极坐标系与直角坐标系，3D 下分为直角坐标系与柱坐标系，用户可选定任意坐标系。吸收结果分为光子密度与光子流率，用户需选择其中一种
Transmittance	感兴趣区域的光子透射矩阵设置，不同的形状存在差别。目前的程序会自动修正错误的矩阵设置，以防止由于坐标系设置错误而导致的仿真失败
Separation	感兴趣区域的单元大小设置，包括 X 轴（X-axis）、Y 轴（Y-axis）、 Z 轴（Z-axis）、径向（Radius）、方位角（Azimuth angle）、偏转角（Deflection angle）和时间（Time）
Minimum	感兴趣区域的最小值设置
Maximum	感兴趣区域的最大值设置
Frequency	频域下的调制频率设置
Thread Number	多线程运行时的线程数量设置

后缀名是off文件
Medium 抛分，不抛分
Light Source 对于BLT设置一个光源（内部光源）；对于FMT设置两个光源（激发光和辐射光，辐射光要比激发光波长长）
650激发光 690辐射光
增加光子数，时间会变长，同时会变清晰。

MOSE 中的各种文件后缀及功能描述如表

.mpj	工程文件	保存 MOSE 运行中的各项信息
.mse	参数文件	保存 MC 仿真的各项实验参数
.raw	生数据文件	阈值分割时的参数文件
.off	三角网格文件	三角面片数据文件，可用于 MC 仿真中描述组织形状
.ply	三角网格文件	三角面片数据文件，可用于 MC 仿真中描述组织形状
.surf	三角网格文件，由 Netgen 生成	三角面片数据文件，可用于 MC 仿真中描述组织形状
.am	四面体数据文件，由 Amira 生成	四面体数据文件，可用于 MC 仿真中描述介质整体形状
.mesh	四面体数据文件，由 Netgen 生成	四面体数据文件，可用于 MC 仿真中描述介质整体形状