长余辉荧光断层成像

发布时间：2017-07-06 18:28

  本文关键词：长余辉荧光断层成像

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【摘要】：分子影像(Molecular Imaging,MI)是应用分子影像技术在细胞、分子或基因水平上对生物体内的生理或病理过程进行成像研究的一门学科,这种技术在最近几年得到了很大的关注和迅速的发展。它是一种在体探测方法,能够无创、连续、快速地获得体内光学分布图像,可以将一些病理或生理过程用图像直观地表达出来,以便为疾病的早期诊断提供信息。鉴于生物自发光断层成像(Bioluminescent Tomography,BLT)生化反应在时间上不可控制的缺点和激发荧光断层成像(Fluorescence Molecular Tomography,FMT)带来的自体荧光和激发光干扰的缺点,在此使用了长余辉荧光材料进行断层成像来有效避免前两种成像方法的缺点,并达到断层重建的目的。本文围绕长余辉材料用于生物断层成像重建,用基于正规则正交最小二乘方(Regularized Orthogonal Least Squares,ROLS)算法对实验数据的重建结果来说明长余辉材料用于生物成像的可控性、低噪性,以及基于ROLS算法的长余辉荧光断层重建(Persistent Luminescence Tomography,PLT)重建的准确性,文章主要做了以下工作:(1)从长余辉材料的性质出发,受生物组织对光的透过性和长余辉材料的余辉强度的衰减特性的启迪,对长余辉材料SrAl2O4:Eu,Dy的激发光和发射光的光谱进行了分析,对长余辉衰减规律进行了曲线拟合,并对多次激发进行了实验研究,最后得出了多次激发相对独立的时间点,以便后续工作的进行。(2)结合正交最小二乘方(Orthogonal Least Squares,OLS)算法和正则化正交匹配追踪(Regularized version of Orthogonal Matching Pursuit,ROMP)算法,提出了ROLS算法。实验中,在相对独立时间点上采集多位置点激发的光学信息,并对其进行了基于ROLS算法的PLT光源重建。实验和重建结果表明:光强越强,信噪比越大,重建得到的光源越接近于真实位置,在大于一定的时间间隔用多点激发所得的数据的重建结果要优于单次激发所得的数据的重建结果。
【关键词】：分子影像 断层成像 长余辉 ROLS
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景和意义14-16
• 1.2 研究内容和方法16-18
• 1.3 本文章节安排18-20
• 第二章 长余辉荧光成像研究20-30
• 2.1 长余辉材料的现状21
• 2.2 长余辉材料的发光原理21-22
• 2.3 SrAl_2O_4:Eu,Dy 的性质测量22-26
• 2.4 长余辉材料在生物医学中的应用26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 长余辉荧光断层成像30-58
• 3.1 光与生物组织的作用31-32
• 3.2 PLT重建的正向问题32-38
• 3.2.1 辐射传输方程和扩散近似32-34
• 3.2.2 扩散方程的边界条件34-35
• 3.2.3 求解扩散方程35-38
• 3.3 PLT重建的逆向问题38-47
• 3.3.1 ROMP算法38-40
• 3.3.2 OLS算法40-43
• 3.3.3 ROLS算法43-47
• 3.4 实验及结果分析47-56
• 3.4.1 实验设计48-51
• 3.4.2 实验结果及分析51-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 总结与展望58-60
• 4.1 总结58
• 4.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-66
• 作者简介66-67

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本文编号：527355