[发明专利]处理扩散光学断层成像正向过程的快速多极边界元方法

摘要

本发明涉及处理扩散光学断层成像正向过程的快速多极边界元方法，该方法将生物组织的参数特征描述成离散的矩阵结构，使用该参数分布结合常用光在生物组织中传输模型，通过离散传输模型获得待成像生物组织模型的剖分和位置信息，结合传输模型和剖分位置信息再使用快速多极边界元法进而获得边界处的光子信息。本发明基于传统边界元法计算扩散光学断层成像的正向过程，结合快速多极子法，在问题大规模化时能极大地提高正向过程的处理效率。该方法能够在不失计算精度的前提下，提高大规模数值计算的效率，进而更快获得正向过程的处理，这一提高为实现快速扩散光学断层成像奠定了基础。

主权项

处理扩散光学断层成像正向过程的快速多极边界元方法，其步骤包括：(1) 使用吸收系数、散射系数、折射系数和各向异性因子四个参数描述待成像生物组织的光学特性，离散生物组织并使用二维矩阵记录，矩阵内的元素值对应相应位置处的吸收系数或者散射系数大小；设定待成像生物组织的特性参数为吸收系数、散射系数、折射系数和各向异性因子；(2) 基于离散的待成像生物组织模型建立以矩阵元素作为节点的四叉树结构；使用稳态扩散近似方程作为光子在组织内的传输模型，并用于上述已离散的待成像生物组织模型中；基于该四叉树结构使用快速多极边界元法分析求解在该生物组织模型下的稳态扩散近似方程，求解结果即得到组织边界单元处的光子密度。