漫射光学断层成像系统的研究与设计

目的设计并构建一套漫射光学断层成像系统。方法利用近红外激光器作为光源,仅用一个光电倍增管作为检测器。一个光学多路复用器用于切换检测通道。系统的32个通道(16个发射通道,16个检测通道)工作在连续密度波模式,用来获取256个边界检测数据。结果基于所提出的成像系统进行了实验。用intralipid作为仿体,碳素墨水作为吸收体。吸收体在浸入仿体前后分别在边界上得到一组检测数据。将这两组数据归一化后用来重建吸收系数图像。重建结果反映了吸收体的实际位置和大小。结论所提出的成像平台能够有效地用于组织光学参数的成像。但由于逆问题的欠定性很严重,重建算法中也没有考虑噪声的影响,导致重建图像的分辨率还不够高。下一代系统可以考虑利用更多的先验知识和提高系统性能来改善重建结果。

基于扰动算法的组织光学断层图像重建

为了克服扰动算法初始值选择的局限性,提出了定性重建组织的吸收系数图像的预定标技术。根据由初始猜测值求出的边界上的正问题的解与实际边界测量值的比例关系,对吸收系数的初始值进行修正,使之达到一个合适的值之后再用于求逆运算,并在迭代过程中保持漫射系数的值不变。仿真实验中对组织吸收系数图像在采用和不采用预定标技术的情况下分别进行重建。结果表明,在初始值偏离真实解较远时,只有采用预定标技术才能得到预期结果。可见,预定标技术是对传统扰动算法的一种有效的改进。