[发明专利]散射混沌光层析成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层析成像方法，特别是一种将混沌信号应用于光学层析成像系统中，以实现生物医学成像及生物组织健康检测。

背景技术

    现有散射光学层析成像技术利用散射光在组织中的相对穿透深度实现5-10cm器官级的临床诊断，使用近红外光以非侵入方式确定生物组织内光学参数的三维分布，提供基于组织体重要生化成分的无创功能检测模式。由于其具有无损、无辐射、可连续监测等优势，在临床医学诊断中发挥重要作用成为医学成像模态的研究焦点。

    对于散射光层析成像目前监测较为成熟的技术为利用超声引导的光散射成像系统且在国内外已经用于临床试验(徐振花，武晨，茅玲，柏进，黄选东。超声光散射成像系统筛查早期乳腺癌，中国肿瘤, 20（12）：932-936,2011)。随着散射光层析成像技术的不断发展，新的应用于生物组织的散射成像技术也不断研究和出现。美国塔夫茨大学的Sergio Fantini课题组提出基于超光谱的光散射层析(Fridrik Larusson,Sergio Fantini and Eric L. Miller.Parametric level set reconstruction methods for hyperspectral diffuse optical tomography. Biomed Optics Express，3(5): 1006–1024. 2012.)。加拿大谢布鲁克大学的Yves Bérubé-Lauzière课题组提出荧光光散射层析(Yves Bérubé-Lauzière and Eric Lapointe . A time-domain non-contact fluorescence diffuse optical tomography scanner for small animal imaging. OSA Biomed. BTuD76 .2010.)。在天津大学的高峰课题组提出时间分辨的荧光光散射成像(Feng Gao, Limin Zhang, Huiyuan He et al. A self-normalized, full time-resolved scheme for fluorescence diffuse optical tomography .Proc. of SPIE Vol. 6850, 68500N, 1-12, 2008.)。但这些基于不同原理的光散射技术是利用超短脉冲作为探测光源。

随着生物医学成像的发展，散射光层析成像也不断得到发展。但基于近红外超短脉冲的散射光层析，由于超短脉冲光源的存在，导致其在利用点扩散函数的测量和成像方面，结构复杂。由于超短脉冲的脉冲宽度通常在ps（10^-12秒）量级，而目前的光电探测和示波器的带宽无法满足脉冲响应的需要，使得应用受到很大的限制。