[发明专利]激发荧光断层成像重建的方法

说明书

本发明提供一种激发荧光断层成像重建的方法，包括：选择重建问题中的前向问题，并设定其参数；根据设定前向问题的参数求解所述前向问题，获取系统矩阵和测量矩阵；选在重建问题中的反向问题，并设定其参数；根据设定反向问题的参数求解所述反向问题，其中，基于迭代收缩算法求解反向问题，生成荧光光源分布第一向量，基于自适应正则化参数的迭代收缩算法求解反向问题，生成荧光光源分布的第二向量；比较第一向量、第二向量与预设荧光光源位置的误差，从而输出激发荧光断层成像重建。利用本发明，能够统合现有的重建方法，实现方便、可靠的激发荧光断层重建方法。

技术领域

本发明涉及激发荧光断层成像技术领域，更为具体地，涉及一种激发荧光断层成像重建的方法。

背景技术

近些年来，为了能够得到生物体内荧光光源的精确空间位置信息，研究人员开始致力于激发荧光断层成像(Fluorescence Molecular Tomography,FMT)的研究。这种断层利用多个角度下特定波长的激发光对已被荧光分子探针标记的生物结构(一般为小鼠、裸鼠等生物活体)进行照射以激发荧光，通过光学探测器件采集体表的荧光数据，并根据光在组织内传输的前向模型进行反演，利用数学方法重建出体内荧光探针的精确三维空间分步，从而获得荧光探针的位置和浓度信息。除了具备光学分子成像的优点以外，操作简易、设备成本低廉等优点也使得激发荧光断层成像被越来越多的领域得到使用，在分子生物学，临床医学等学科领域具有广泛的前景。

由于激发荧光断层成像是近年来新出现的新兴技术，虽然已经有很多文献进行前向问题，逆向问题的研究，但是没有一个统一的整合软件进行整体流程的实现。

因此，亟需一种统合现有的最好的重建方法，实现一个方便、可靠的激发荧光断层重建方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种激发荧光断层成像重建的方法，能够统合现有的重建方法，实现方便、可靠的激发荧光断层重建方法。

本发明提供一种激发荧光断层成像重建的方法，包括：

选择重建问题中的前向问题，并设定其参数；

根据设定前向问题的参数求解所述前向问题，获取系统矩阵和测量矩阵；

选在重建问题中的反向问题，并设定其参数；

根据设定反向问题的参数求解所述反向问题，其中，

基于迭代收缩算法求解反向问题，生成荧光光源分布第一向量，

基于自适应正则化参数的迭代收缩算法求解反向问题，生成荧光光源分布的第二向量；

比较第一向量、第二向量与预设荧光光源位置的误差，从而输出激发荧光断层成像重建。

此外，优选的方案是，在根据设定前向问题的参数求解所述前向问题的过程中，

选择光源的个数为1～4，激发光源的角度为0度～359度，自动角度的度数为激发光光源正对0度至160度。

此外，优选的方案是，光学参数根据所述激发光源的波长确定。

此外，优选的方案是，在根据设定前向问题的参数求解所述前向问题的过程中，

读取预先分割好的四面体网格的数据文件；其中，

所述四面体网格数据文件采用有限元方式将物体整体分割成有限个四面体，再将顶点数据、所有顶点组成的四面体索引、表面三角形面片的索引三种数据保存起来。

从上面的技术方案可知，本发明提供的激发荧光断层成像重建的方法，通过自行定制光学参数，导入任意网格信息实现图像重建，具有较高的灵活性和自由性，同时该软件使用的前向重建方法是先进的无网格方法，逆向问题使用的是迭代收缩方法，均可以快速稳定地完成重建。