[发明专利]一种基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法

权利要求书

1.一种基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤a，采用波尔兹曼传输方程的一阶球谐近似得到的扩散方程建立光子在目标体内部的传输模型，即扩散方程传输模型；

步骤b，利用有限元方法将扩散方程传输模型转换成线性矩阵方程的形式；

步骤c，基于线性矩阵方程形式的扩散方程传输模型，利用正则理论，建立优化目标函数f(S)，其中，S为待求解的目标体内部光强分布；

步骤d，对f(S)进行降维处理，得到一维优化目标函数；

步骤e，基于所述一维优化目标函数，以迭代的方式求解得到最优目标体内部光强分布S。

2.根据权利要求1所述的基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法，其特征在于，所述扩散方程传输模型表示为：

-▿·[D(r)▿Φ(r)]+μa(r)Φ(r)=S(r),]]>

其中，r是位置向量，D是散射系数，μ_a是吸收系数，Φ是目标体表面光强分布，S表示待求解的目标体内部光强分布。

3.根据权利要求1所述的基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法，其特征在于，步骤b之前还包括建立非匀质目标体模型的步骤，并且所述建立非匀质目标体模型的步骤具体为：

利用自发荧光断层成像获取目标体表面出射的光强分布测量值Φ^*；利用计算机断层成像获取目标体内部几何结构信息，通过分割出目标体内部不同的器官结构，并为不同器官设置相应的光学参数，包括吸收系数和散射系数，从而建立非匀质目标体模型。

4.根据权利要求3所述的基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法，其特征在于，建立非匀质目标体模型之后、步骤b之前还包括：对非匀质目标体模型进行几何结构的网格剖分，并利用配准技术将表面光强信息与几何结构信息进行位置融合与能量融合。

5.根据权利要求1所述的基于迭代收缩的双模态融合断层成像方法，其特征在于，步骤b中的所述线性矩阵方程表示为MS＝Φ，其中，M是描述模型性质的系统矩阵，Φ是目标体表面光强分布。