漫射近似是广泛用于描述生物组织中光子传输的一种理论。但漫射近似有许多基础问题急待解决。主要存在如下问题:(1)在使用漫射近似理论时,假设吸收系数远远小于散射系数,当吸收比较大时,这个假设并不能成立;(2)漫射近似理论对光源作了各向同性假设,仅当探测器离光源足够远时才满足这个条件。上述条件中有一个不成立,漫射近似就不适用。本文用球谐函数法解辐射传输方程的各向异性点源PN近似,研究在近场处或大吸收介质中测量生物组织光学特性的基础理论。　　(1)稳定态各向异性点源辐射到无限大各向同性组织中的近场问题。δ-Eddington相函数具有描述在近光源处光辐射通量的角度分布高度不对称性和改善辐射源空间分布的能力,因而它具有改善离辐射源一个平均自由程之内的估计精度。一般确定δ-P1近似中的前向散射因子f的方法是将HG和δ-Eddington相函数展开为勒让德多项式后,然后比较它们的头两阶矩而获得的。但研究发现按照上述方法确定的参数f,在传输区会出现较大的误差。本文给出了确定 f的新方法,可以准确预测光在强散射生物组织中的任何区域。　　(2)调制各向异性点源辐射到无限大各向同性组织中的近场问题。用代数变换法解频域光子迁移的δ-P1近似,可以清楚地看出光子在无限大各向同性组织中的弹道、传输和扩散运动的形态。将确定稳定态δ-P1近似中前向散射因子f的方法推广到频域,也可以改善频域δ-P1近似预测传输区的精度。因此,进一步表明本文提出确定参数f的方法在均匀介质具有普适性。　　(3)强吸收问题。用改进后的参数变异法可以求解各向异性点源的辐射传输方程在球坐标下的P3近似,可以得到其完整的解析表达式。由于球Bessel函数在r=0的奇异性,无法利用Marshak和其它近似边界条件,因此我们直接利用能量守恒,和当介质的吸收系数远小于约化散射系数时P3近似等于P1近似这个特点来确定全解中的常数。研究辐射传输方程的P3近似理论的解析解为测量大吸收的生物组织光学属性提供理论依据。　　(4)P3近似的有效性范围。P3近似的特征方程给出大小不同的两个负特征根,其中绝对值较大的特征根决定光的弹道特性,而绝对值较小的特征根决定光的漫射运动规律。而漫射区光子的运动规律一般具有exp(-kmin r)/r的形式。借助MC模拟点光源辐射到无限大各向同性介质中所得通量率的数据,进行非线性曲线拟合可得到漫射有效衰减系数。与P3近似理论值比较,可以发现P3近似可以准确预测约化反照率介于3-10之间的生物组织的光通量率。