基于擴(kuò)散近似理論的時(shí)域熒光層析成像方法研究.pdf

1、半個(gè)多世紀(jì)以前，世界上第一臺(tái)激光器誕生之后，關(guān)于激光的探索和研究取得了迅猛發(fā)展。激光技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于信息通訊、測(cè)量、材料加工、生物醫(yī)學(xué)、軍事和科學(xué)技術(shù)等諸多領(lǐng)域。利用近紅外光輻照介質(zhì)探測(cè)介質(zhì)內(nèi)部信息的光學(xué)成像技術(shù)得到了快速發(fā)展，尤其是熒光擴(kuò)散光學(xué)成像技術(shù)因其高對(duì)比度和強(qiáng)選擇性等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。熒光擴(kuò)散光成像技術(shù)主要有穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)（包括時(shí)域和頻域）兩種測(cè)量模式。相較于基于穩(wěn)態(tài)和頻域測(cè)量模式的熒光擴(kuò)散光成像技術(shù)，時(shí)域熒光擴(kuò)散光成像技術(shù)可以探測(cè)

2、更多的介質(zhì)內(nèi)部信息，在數(shù)據(jù)完整性、靈活性及系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)方向。
　　本課題的主要內(nèi)容為基于耦合擴(kuò)散方程的時(shí)域熒光擴(kuò)散光學(xué)成像方法研究，具體包含如下的內(nèi)容：
　　1.建立了熒光擴(kuò)散光成像技術(shù)的正向傳輸模型，解釋并模擬了入射激光和受激熒光在介質(zhì)內(nèi)的傳輸過程，利用有限元法求解耦合擴(kuò)散方程組，得到介質(zhì)邊緣指定位置的出射熒光信號(hào)。對(duì)正問題模型進(jìn)行了正確性、網(wǎng)格無關(guān)性和時(shí)間獨(dú)立性驗(yàn)證，細(xì)致地分析

3、了入射激光脈沖寬度、背景介質(zhì)光學(xué)參數(shù)、介質(zhì)內(nèi)含熒光體大小和位置、熒光體光學(xué)參數(shù)等因素對(duì)于介質(zhì)邊緣出射熒光信號(hào)的影響。
　　2.基于時(shí)域耦合擴(kuò)散方程組模擬了二維矩形非均勻介質(zhì)在含有不同熒光體時(shí)的出射熒光信號(hào)，并利用共軛梯度法反演了含不同數(shù)目異質(zhì)體時(shí)介質(zhì)內(nèi)部的熒光參數(shù)。為改善重建圖像質(zhì)量，在反演時(shí)引入最大后驗(yàn)概率估計(jì)方法。另外，分析了對(duì)比度和測(cè)量誤差對(duì)于反演結(jié)果的影響。
　　3.基于時(shí)域耦合擴(kuò)散方程組對(duì)二維圓形非均勻介質(zhì)出射熒光