[发明专利]一种锥束X射线发光断层成像方法

摘要

本发明公开了一种基于简化球谐波-扩散近似模型的锥束X射线发光断层成像方法，解决了现有技术中基于扩散近似方程或采用传统X射线断层成像技术实现荧光图像重建存在的准确快速成像问题。该方法基于简化球谐波-扩散近似模型和稀疏正则化方法建立目标函数，采用半贪婪算法进行求解，以实现体内荧光纳米颗粒探针的准确快速重建。具体实现步骤包括：数据采集与预处理、生物体解剖结构重建、体表荧光数据获取、前向光传输模型构建、稀疏正则化目标函数建立、目标函数的优化求解和三维重建结果显示。本发明具有能够实现生物体内荧光纳米颗粒探针位置和浓度分布的准确、快速、高分辨率重建，可用于X射线荧光断层成像领域。

主权项

一种基于简化球谐波‑扩散近似模型的锥束X射线发光断层成像方法，其特征在于，该锥束X射线发光断层成像方法基于X射线的高能粒子特性和朗伯比尔定律，构建前向锥束X射线传输模型；根据生物体组织光学特性参数随解剖结构变化的差异，利用不同散射特性生物组织之间光传输的耦合条件，构建基于简化球谐波‑扩散近似模型的前向发射荧光传输模型；根据X射线能量与发射的近红外荧光之间的定量耦合关系，建立统一的X射线荧光断层成像方法的前向光传输模型；基于该前向光传输模型，利用扩展有限元方法，结合荧光纳米颗粒探针和测量数据的稀疏特性，建立基于lp范数的稀疏正则化目标函数；采用半贪婪算法对稀疏正则化目标函数进行求解，实现生物体内标记特定细胞的荧光纳米颗粒探针的准确、快速重建。