基于并行计算策略的DOT/DFT图像重建先进方法

发布时间：2021-04-03 06:31

　　光学成像技术（如扩散光学层析（DOT）与扩散荧光层析（DFT））,因其在灵敏度、特异性及安全性上具有的综合优势,已发展为传统医学影像方法在获取功能和分子水平生物信息上的有效补充手段。然而,目前的DOT/DFT技术在处理复杂结构组织的准确光子输运模型、大尺寸组织体的光学参数精细重建和全时间分辨数据的有效应用等问题上存在较大缺陷。本文致力于寻求上述问题基于并行计算策略的先进解决方法,提高DOT/DFT图像重建的质量。首先发展了一套任意复杂组织体中基于GPU加速的光子输运MC模型,以准确描述生物体中的高吸收、低散射和空腔等复杂光学特性。在此正向模型基础上,提出对应的稳态DOT和时域DFT图像重建方法。模拟与实验结果表明,此方法可比扩散方程获得更准确的组织体生理和病理信息。搭建了一套稳态DFT-DOT联合断层成像系统：系统采用基于光开关切换的串-并混合门控光子计数检测模式,可有效实现测量时间、灵敏度和系统性价比之间的平衡。在面向乳腺组织的应用上,采用了高对比度DFT“导航”血氧DOT的图像重建策略,并以高速MC模型为正向计算,有效改善了单独血氧DOT重建的不适定性。基于并行全区域分解策略和CP... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

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本文编号：3116805