Photon-Measurement Density Function of Fluorescence Molecular Tomography Based on Direct Method

Photon-measurement density function （PMDF）, which is the kernel of fluorescence molecular tomography （FMT）, largely determines the accuracy of reconstruction result of FMT. Based on the direct method, we propose an expression of PMDF in FMT, which is derived from the finite element method （FEM） solution of the diffusion equation. Compared with the traditional expression based on the perturbation method, the accuracy of expression based on the direct method is shown in theory. Lastly the reconstruction results of phantoms prove this accuracy in experiment.     

In-vivo fluorescence molecular tomography based on optimal small animal surface reconstruction

Accurate small animal surface reconstruction is important for full angle non-contact fluorescence molecular tomography （FMT） systems. In this letter, an optimal surface reconstruction method for FMT is proposed. The proposed method uses a line search method to minimize the mismatch between the reconstructed three- dimensional （3D） surface and the projected object silhouette at different angles. The results show that the mean mismatches of the 3D surfaces generated on three live anesthetized mice are all less than two charge coupled device （CCD） pixels （0.154 mm）. With the accurately reconstructed 3D surface, in-vivo FMT is also performed.     

宽场光学相干断层成像系统的实验研究和模拟

改进和完善宽场光学相干断层成像技术(WFOCT)的主要方法是从光源、系统光路等方面进行改进.研究WFOCT系统的成像状态和环境状态对系统的横向分辨率的影响,借助ZEMAX光学设计软件模拟该系统的干涉效果,在实验中采用八步移相法来解析样品的二维图像信息,将解析出来的样品图像赋值到图像变量中进行存储显示.实验与模拟结果表明:模拟仿真获得的干涉信号含有对比度和平行度很高的干涉条纹,证明了利用ZEMAX软件模拟仿真干涉系统的可行性.     

全变分约束迭代滤波反投影CT重建

重建算法是计算机断层成像(CT)技术的核心。在解析法CT重建过程中,结合先验信息和引入优化约束条件较为困难。通过对滤波反投影(FBP)原理及其重建图像与理想CT图像差值关系的分析,构造了以FBP为基础的迭代循环,解决了解析重建过程中先验信息的利用和优化约束条件的引入问题。为抑制迭代FBP产生的图像伪影,将全变分(TV)模型引入重建过程,建立了TV约束迭代滤波反投影CT重建方法。在数值模拟中,针对完善投影数据、稀疏投影数据、含金属投影数据和有限角投影数据等不同情况,重建出了与原始模型高度一致的CT图像,研究表明TV约束迭代滤波反投影方法是一种精度高、适应性较强的CT重建方法。     

Improved AFEM algorithm for bioluminescence tomography based on dual-mesh alternation strategy

Adaptive finite element method (AFEM) is broadly adopted to recover the internal source in biological tissues. In this letter, a novel dual-mesh alternation strategy (dual-mesh AFEM) is developed for biolumi- nescence tomography. By comprehensively considering the error estimation of the finite element method solution on each mesh, two different adaptive strategies based on the error indicator of the reconstructed source and the photon flux density are used alternately in the process. Combined with the constantly adjusted permissible region in the adaptive process, the new algorithm can achieve a more accurate source location compared with the AFEM in the previous experiments.     

基于Radon逆变换的相对平行直线扫描CT解析重建

计算机断层成像(CT)技术广泛应用于医学诊断、工业检测等领域。近年来,提出了一种相对平行直线扫描CT(PTCT),采取射线源-探测器对物体作相对平行直线移动的扫描方式来采集数据,其结构简单、应用灵活、成本低。针对PTCT图像重建,提出了一种基于Radon逆变换的解析重建算法(PTCT-DHB)。相比于经典的PTCT滤波反投影算法(PTCT-FBP),该算法将斜坡滤波器分解为求导和希尔伯特变换两个步骤,提升了抗噪性能。搭建了PTCT实验系统,进行了仿真实验和实际实验。实验结果表明,与PTCT-FBP算法相比,本文算法重建图像的均方根误差值降低了0.0108,峰值信噪比值提升了4.437,结构相似性值提升了0.0041,PTCT-DHB算法能有效抑制高频噪声,快速地重建高质量CT图像。     

正电子医学成像

 自从1932年发现正电子以来,已经有70个年头了。从上世纪50年代初开始研究正电子医学成像以来,经过半个世纪的历程,目前正电子医学成像技术已发展成为现代医学影像技术的独具特色的重要组成部分,在医学临床诊断和对生命科学的研究方面发挥着重要作用。一、正电子与正电子放射性核素英国理论物理学家狄拉克于1928年从理论上预言了自然界中应当存在着反电子。这种反电子具有与普通电子(负电子)一样的静止质量和相等数量的电荷。所不同的是它所带的是正电荷,因此把这种反电子称为正电子。     

皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展

微循环信息的获取对于各类疾病的诊断和治疗有着及其重要的作用。皮肤微循环无损伤成像技术取得了很大的进展,出现了各种非光学方法(核磁共振成像、正电子发射断层成像术、超声波成像等)和光学方法(共焦显微镜、光学相干断层摄影术、新型的正交偏振光谱成像技术等)。主要介绍了皮肤微循环无损伤光学成像技术的新进展。