[发明专利]用于漫射性介质虚拟折射率匹配的系统和方法

权利要求书

1.一种荧光分子断层摄影成像系统，包括：

激发光源；

光学成像装置，其被配置成把光从所述激发光源引导到受试者中多个位置处；

检测器，其被配置成在多个位置处对从所述受试者内的区域发出的荧光进行检测；以及

处理器，其被配置成对与检测到的从所述受试者的所述区域发出的荧光相对应的数据进行处理，以产生所述受试者的所述区域的断层摄影学表现形式，其中，所述处理器被配置成执行指令，从而：

(a)使用与所检测的荧光相对应的数据来建立从所述激发光源向所述受试者的所述区域的激发光传播的、以及从所述区域向所述检测器的荧光传播的正向模型，其中，一个或多个虚拟匹配变换被应用于与所检测的荧光相对应的数据以考虑所述受试者的表面处的折射率间断，所述正向模型利用一个或多个无限齐次函数而被建立成元素的权重矩阵，使得如同所述受试者的表面处不存在折射率间断那样来对光传播进行建模；以及

(b)对所述权重矩阵求逆，以获得所述受试者的所述区域的断层摄影学表现形式。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述正向模型中，所述激发光源是在实际空间中表示的，所检测的荧光是在频率空间中表示的，并且其中，所述受试者的所述区域的断层摄影学表现形式是实际空间中的表现形式。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述正向模型中建立了虚拟检测器，这些虚拟检测器符合与实际检测器的布局不同的外加几何形状，所述正向模型对从所述受试者的所述区域向所述虚拟检测器的光传播进行仿真。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述外加几何形状是平面阵列。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述检测器还被配置成在多个位置处对从所述受试者发出的激发光进行检测，并且其中，所述处理器被配置成执行指令以使用与所检测的激发光和所检测的荧光相对应的数据来建立所述正向模型。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，在所述正向模型中，一个或多个虚拟匹配变换被应用于与所检测的激发光对应的数据。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，在所述正向模型中，所述激发光源是在实际空间中表示的，所检测的激发光是在频率空间中表示的，所检测的荧光是在频率空间中表示的，所述受试者的所述区域的断层摄影学表现形式是在实际空间中的表现形式。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述正向模型中使用表面通量分布的实验测量结果。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所检测的荧光是从所述受试者的所述区域内的探针发射的，(a)中的所述正向模型对从所述激发光源向所述探针的激发光传播以及从所述探针向所述检测器发射的荧光传播进行建模。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，在所述正向模型中，使用玻恩近似来表示所检测的从所述探针发射的荧光的强度，所述探针在所述区域内具有空间变化的浓度。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所检测的荧光的强度利用在空间上对应的所检测的激发光的强度来归一化。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述正向模型被建立成归一化元素的权重矩阵。

13.根据权利要求5所述的系统，其中，(a)中的所述正向模型表示相对应的虚拟匹配的表达式中所检测的荧光以及所检测的激发光。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述激发光源或所述光学成像装置包括扫描仪，所述扫描仪被配置成把光引导到所述受试者中多个位置处，从而限定多个源位置。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个源位置以非均匀的方式间隔开。

16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述检测器包括检测器位置的阵列，并且其中，(a)中的所述正向模型是用从所述检测器位置的阵列获得的数据来建立的。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，检测器位置显著多于源位置。

18.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述光学成像装置包括腔。