熒光分子斷層成像的算法研究.pdf

1、熒光分子斷層成像是分子成像中的一種非常重要的成像方式，以熒光探針作為對(duì)比劑，在外部光源的激發(fā)下產(chǎn)生熒光，通過測(cè)量組織邊界處的光強(qiáng)，結(jié)合光子在組織中傳播的模型，來重建出組織內(nèi)部的熒光光學(xué)特性的分布圖像以及組織光學(xué)參數(shù)。這種成像方式具有無放射性損傷，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在腫瘤檢測(cè)、基因表達(dá)、蛋白質(zhì)分子檢測(cè)、揭示機(jī)體功能變化等方面有著很大的應(yīng)用潛力，具有非常高的研究?jī)r(jià)值。 本文首先針對(duì)熒光分子斷層成像正向問題中兩個(gè)微分方程必須串行

2、求解的實(shí)際情況，提出了一種適合于任何斯托克斯頻移條件的并行算法，通過乘子矩陣的引入實(shí)現(xiàn)了耦合方程的解耦。結(jié)果表明，該算法可提高正向問題的求解速度和精度，也使熒光分子斷層圖像的重建效率得到了提高。其次，結(jié)合上述并行算法，提出了一種擴(kuò)展的格林函數(shù)方法來求解耦合方程的雅可比矩陣，有效減少了該矩陣的計(jì)算量，同時(shí)還導(dǎo)出其閉合形式，進(jìn)一步降低了計(jì)算復(fù)雜度。最后提出了一種基于小波的多分辨率重建算法，該算法利用小波變換對(duì)矩陣方程進(jìn)行多分辨率分解，通過高