[发明专利]一种基于dfMC模型的荧光扩散光学断层图像重建方法

摘要

本发明公开了一种基于解耦合荧光蒙特卡罗(dfMC)模型的荧光扩散光学断层图像重建方法，属于生物医学工程技术领域，包括确定探测区域，在探测区域选取若干扫描点，在探测器上获取相对应的荧光光强分布；建立描述组织光学参数空间结构的三维数字模型，根据光源扫描的位置和方向进行激发光子的前向白蒙特卡罗(white Monte Carlo)模拟，跟踪激发光子并记录到达探测器的光子沿路径上相应的物理量；依据dfMC方法计算荧光光子权重，并计算出荧光雅可比矩阵；最后通过GPU集群迭代重建计算出组织内的荧光团位置及其吸收系数；本发明的优点是，高精度的dfMC模型，基于GPU集群加速的重建迭代过程，为三维荧光断层成像系统提供了一种精确快速的重建方法。

主权项

一种基于dfMC模型的荧光扩散光学断层图像重建方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)确定探测区域，选择光源扫描点，并在不同扫描位置下得到探测器上的荧光漫射光强分布；(2)数字化待探测对象，建立体素模型，依据扫描光源位置与方向进行白蒙特卡罗模拟，记录被探测器收集到的激发光子的权重及在每个体素内的路径信息和相应的物理量，ex表示激发光，m为光子在组织内的散射次数，p表示光子的状态；(3)依据dfMC模型，计算荧光光子权重；(4)由激发光子路径信息和相应的物理量建立荧光雅可比矩阵；(5)根据输出的荧光光子的权重和荧光雅可比矩阵，迭代重建计算出组织内的荧光团位置及其吸收系数。