熒光分子斷層成像是分子影像領(lǐng)域中的一種光學(xué)成像模態(tài),其通過外置的光源照射生物體內(nèi)的熒光團(tuán)發(fā)光,然后用探測(cè)器測(cè)量體表的熒光強(qiáng)度,最后通過求解逆問題來重建熒光團(tuán)在生物體內(nèi)的三維分布。然而由于測(cè)量的熒光數(shù)據(jù)局限于體表,生物組織對(duì)光的散射和吸收作用以及測(cè)量噪聲的存在,導(dǎo)致重建問題的病態(tài)性嚴(yán)重,重建的熒光團(tuán)邊緣比較模糊,目標(biāo)識(shí)別較為困難。盡管設(shè)置較多的激發(fā)點(diǎn)可以測(cè)量更多的數(shù)據(jù)從而提高重建的質(zhì)量,但其增加了數(shù)據(jù)采集和處理的成本,同時(shí)也影響了成像的速度。圍繞實(shí)現(xiàn)更快更準(zhǔn)確的重建以及后處理中的多目標(biāo)識(shí)別問題,具體研究工作如下:（1）基于迭代自組織數(shù)據(jù)分析技術(shù)算法（Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique Algorithm,ISODATA）的分區(qū)可行域選取。在測(cè)量數(shù)據(jù)較少的情況下,有效利用可行域信息可以提高重建圖像的質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)重建時(shí)也能準(zhǔn)確地選取可行域,在應(yīng)用改進(jìn)的ISODATA和分區(qū)可行域選取策略的基礎(chǔ)上,提出了基于ISODATA的分區(qū)可行域選取方法。先用ISODATA在初始的重建結(jié)果中識(shí)別出各重建目標(biāo)的區(qū)域,然后在每一個(gè)目標(biāo)區(qū)域處... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

生物組織中血紅蛋白與水的消光系數(shù)1.2.2工作模式與成像系統(tǒng)

系統(tǒng)也是據(jù)此設(shè)計(jì)和制造的。最先出現(xiàn)的是接觸式 FMT 成像系統(tǒng)[37]，如圖 2 (a)所示。接觸式成像系統(tǒng)有一個(gè)成像腔，激發(fā)光源、成像腔以及光纖矩陣通過光纖連接形成光路。成像時(shí)將研究對(duì)象放置在腔內(nèi)，并加注匹配液以實(shí)現(xiàn)光纖與生物體的光學(xué)參數(shù)匹配。通過透鏡系統(tǒng)將光纖矩陣的出射光聚焦于探測(cè)器平面，探測(cè)器通常采用高靈敏度的電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)相機(jī)，濾波片用于降低自體熒光等背景噪聲以及激發(fā)光的干擾。在接觸式系統(tǒng)中，盡管匹配液的存在可以減少交界面處由于光學(xué)參數(shù)失配產(chǎn)生的反射，但是匹配液會(huì)削弱激發(fā)光以及熒光信號(hào)，且成像腔體大小固定，操作并不方便。現(xiàn)在主流使用的是非接觸式 FMT 成像系統(tǒng)[38]，如圖 2 (b)所示。非接觸式成像系統(tǒng)取消了成像腔，代之以可以全方位旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)。非接觸式成像系統(tǒng)的激光器直接照射生物體，在另一側(cè)通過透鏡系統(tǒng)聚焦于探測(cè)器，借助于轉(zhuǎn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)全角度的成像。由于沒有成像腔和匹配液，非接觸式成像系統(tǒng)的配置更加靈活，不需要光纖耦合，獲取數(shù)據(jù)也更加方便。

向問題的主要研究?jī)?nèi)容，也是重建的重要基礎(chǔ)。盡管蒙特卡羅方法可以通過模擬隨機(jī)過程，較好地描述光在生物組織中的傳輸過程，但是從計(jì)算成本以及逆向重建考慮，建立數(shù)學(xué)方程模型是必要的。在 FMT 中，由于存在激發(fā)光的激發(fā)過程和熒光的發(fā)射過程，因此通過光傳輸模型，就可以用兩個(gè)耦合的方程來描述 FMT 的成像過程。本章的主要內(nèi)容是 FMT 中涉及的理論方法和成像過程中的具體操作方法。首先介紹光在生物組織中的傳播過程，引入輻射傳輸方程以及擴(kuò)散方程，然后詳細(xì)描述如何用有限元方法求解擴(kuò)散方程，最后是一些前向仿真的實(shí)例來驗(yàn)證擴(kuò)散方程以及所使用的有限元方法的有效性。2.2 光在生物組織中的傳播光的本質(zhì)是波粒二象性的，在不同的條件下波動(dòng)性和粒子性會(huì)有不同程度的體現(xiàn)。麥克斯韋方程組能夠很好地描述光在簡(jiǎn)單介質(zhì)中的傳播過程，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用快速貝葉斯匹配追蹤的單視圖X射線發(fā)光斷層成像[J]. 侯榆青,曲璇,張海波,易黃建,賀小偉.  光學(xué)精密工程. 2017(05)
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博士論文
[1]基于正則化的熒光分子斷層成像重建方法研究[D]. 易黃建.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]近紅外光譜技術(shù)用于前額葉皮層工作記憶作用的研究[D]. 李成軍.華中科技大學(xué) 2005

碩士論文
[1]不可見光條件下的紅外圖像處理研究[D]. 常宏韜.河南科技大學(xué) 2014
[2]三維超聲成像技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 徐小林.山東科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3362674