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面向近红外脑功能成像的光学自导引漫射光断层成像方法
  • ISSN号:1004-4213
  • 期刊名称:《光子学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q63[生物学—生物物理学]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]天津市信息传感与智能控制重点实验室,天津300222
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.81371602,61475115,61475116,81401453,61575140,81571723,81671728)、天津市自然科学基金(Nos.14JCQNJCl4400,15JCZDJC31800,15JCQNJCl4500,16JCZDJC31200)和天津职业技术师范大学校科研发展基金(No.KYQDl4007)资助
中文摘要:

为降低近红外脑功能漫射光断层成像(DOT)固有的逆问题病态性,并避免多模态方法的图像配准等问题,提出了基于光学自导引提供先验功能信息的脑功能DOT方法(OT-DOT),并发展了图像重构方法.模拟验证表明:上皮厚度(TLT)已知时,OT-DOT获得的重构量化度(QR)约为传统DOT的4.2倍;当TLT的估计误差小于±10%时,OT-DOT重构的QR值可达92%以上,远远优于传统DOT;噪声鲁棒性测试表明,OT-DOT与传统DOT的噪声鲁棒性相近.利用连续光DOT测量系统的仿体实验重构结果表明,所发展的OT-DOT算法获得的重构结果优于传统DOT算法.

英文摘要:

The image reconstruction of diffuse optical tomography (DOT) for near-infrared brain functional imaging is a severely ill-posed inverse problem. Different from the widely adopted multi-mode imaging method for providing anatomical-prior to DOT, this paper proposed an optical self-guiding scheme, called OT-DOT, and the corresponding image reconstruciton algorithm is developed. The numerical and phantom validations are performed for the proposed method. Numerical reconstruction results indicate that quantitativeness ratio (QR) reconstructed with OT-DOT for the target is about 4.2 times bigger than that with traditional DOT for the known top layer thickness(TLT). QR from OT-DOT can be more 92% when the estimation error of TLT is less than ± 10%. The noise-robustness testing indicates the reconstruction ability of OT-DOT and traditional DOT are roughly the same. Phantom experiments performed using a continuous-wave DOT system show that the reconstructed results with the proposed method is better than those with traditional DOT.

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期刊信息
  • 《光子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 西安光机所
  • 主编:侯洵
  • 地址:西安市高新区新型工业园信息大道17号47分箱
  • 邮编:710119
  • 邮箱:photo@opt.cn
  • 电话:029-88887564
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4213
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1235/O4
  • 邮发代号:52-105
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,曾获中国光学学会先进期刊奖,中国科学院优秀期刊三等奖,陕西省国防期刊一等奖等
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:20700