[发明专利]一种发射式光学投影断层成像衰减与散射校正方法

摘要

本发明公开了一种发射式光学投影断层成像衰减与散射校正方法，将弱散射情形下OPT成像模型与OPT荧光重建算法相结合，利用基于归一化Born比的方法进行OPT荧光信号衰减校正，采用Monte Carlo技术仿真测量数据中的散射分量，并从探测数据中将其去除，将衰减校正和散射分量估计有效结合的迭代框架，实现OPT荧光染料浓度的定量三维重建。本发明在实现荧光染料浓度定量重建中综合考虑了吸收和散射的影响，并采用Monte Carlo技术估测了信号中的散射分量并加以去除，进而实现荧光染料浓度的定量重建。

主权项

1.一种发射式光学投影断层成像衰减与散射校正方法，其特征在于，所述发射式光学投影断层成像衰减与散射校正方法将弱散射情形下OPT成像模型与OPT荧光重建算法相结合，对测量数据利用基于归一化Born比的方法进行OPT荧光信号的初步衰减校正；然后利用滤波反投影重建算法计算样品中荧光染料的浓度，再基于重建得到的荧光染料的浓度，采用Monte Carlo技术仿真生成对应的散射分量，并从测量数据中将散射分量去除，对去除散射分量的测量数据进行基于归一化Born比的衰减校正、荧光染料的浓度重建操作，构成衰减校正和散射分量估计有效结合的迭代框架，直至前后两次重建的荧光染料浓度小于设定的阈值；最终实现OPT荧光染料浓度的定量三维重建；将弱散射情形下OPT成像模型与OPT荧光重建算法相结合，得到荧光染料浓度的Radon变换，即表示发射波与滤波片接触点；表示激光光照射样品时的入射点；G_f为激发光沿着激发点的传播方向的Radon变换，分别为激发光波长与滤波片不匹配和激发光波长与滤波片匹配两种激发情形下CCD相机采集到的信号；表示激发光波长与滤波片不匹配时CCD采集到的信号；表示激发光波长与滤波片匹配时CCD采集到的信号，ε和η分别表示消光系数和量子转换效率，为荧光染料的浓度；多个方向的Radon变换即可重建出荧光染料浓度采集到360度的测量数据G_f后，通过逆Radon变换即计算出荧光染料的浓度，即计算σ＝FBP(G_f)，得到荧光染料浓度σ。