为克服生物发光断层成像(BLT)的不适定性,获得稳定的光源重建结果,本文提出了一种基于连续化原对偶有效集(PDASC)的多光谱BLT重建算法,该算法将原对偶有效集算法(PDAS)与连续化技术相结合,可以自动调节正则化参数,从而获得全局最优解。多组数字鼠仿真实验验证了该算法的有效性和稳定性,且与原对偶有效集算法、硬阈值追踪法(HTP)相比,所提PDASC重建算法在不同光源设置下的各量化指标均表现更优,在体小鼠实验结果进一步证明了该算法在实际应用中的潜力。

提出将百分位半阈值匹配追踪法(PHTPA)应用于生物发光断层成像(BLT)这一光学分子成像模态领域。将BLT光源重建为一个L1/2范数正则化问题,在迭代半阈值算法(HTA)的基础上,结合子空间跟踪和百分位阈值法对其求解。在数字鼠模型上设计多组仿真实验,对改进的半阈值算法进行有效性和收敛性的评估。仿真结果表明,与原有的HTA和迭代重赋权算法相比,PHTPA在不同光源设置下都能得到更为准确的重建结果。

生物发光断层成像(BLT)是利用生物体表面光强信息,重建出荧光光源在生物体内三维分布的一种新兴光学分子影像技术。由于生物体表面的测量信息有限,并且生物体内组织结构复杂,BLT的光源重建有着严重的病态性。为提高光源重建质量,提出了一种结合可行域收缩策略的多级自适应有限元光源重建方法。为了评估该方法的光源定位能力和能量密度定量能力,在数字鼠模型上分别设计了单光源和双光源实验。结果表明,本文方法可以显著提高光源的定位精度和能量密度。

生物发光断层成像(BLT)是一种低成本、高灵敏、具有巨大潜力的光学分子成像模态，高效稳定的重建算法是将其推向实用的关键。为克服BLT重建的高不适定性，提出了基于非凸L1-2正则化的重建方法，采用凸差分算法来解决非凸泛函最小化问题，在每一步迭代中采用带自适应惩罚项的交替方向乘子法高效求解。为评估该方法的有效性和稳健性，设计了单光源和双光源数字鼠仿体实验，并与3个典型的重建算法进行对比，仿真实验结果表明，所提L1-2正则化方法在不同光源设置下都得到了最准确的光源定位。

生物发光断层成像(BLT)是一种高灵敏度、高特异性的光学分子影像技术，可根据探测到的生物体表光强来重建发光光源在生物体内的三维分布。由于生物体表面测得的光强信息有限，光源重建面临巨大的挑战。为了在有限的测量条件下获得更精确的重建光源，结合BLT中光源稀疏分布的特征，将重建问题转化为L1范数优化问题，并采用迭代支撑检测(ISD)算法实现快速重建，该算法交替执行支撑集检测和信号重构两个模块，直至重建精度达到要求。为了评估ISD算法的光源定位能力，设计数字鼠仿真实验，并与三种典型的稀疏重建算法比较。仿真结果表明ISD算法对于单光源和双光源目标均可以实现准确的重建。

生物发光断层成像(BLT)是在已知生物组织的光学参数和生物体体表的光强分布的条件下, 重建荧光光源在生物体内的分布。由于近红外光在生物组织中传输过程复杂, 并且测量信息有限, BLT的光源重建问题充满挑战。为了在较少的测量下获得稳定的重建, 提出了基于单视图测量的多光谱BLT重建方法, 为了克服逆问题的不适定性, 算法设计中结合迭代收缩可行区域策略及光源稀疏性特征。为系统评估所提出方法的光源定位能力和邻近光源的分辨能力, 在匀质仿体上针对3~9 mm范围内3种尺寸的光源, 设计了4种深度上的单光源实验和3种间距下的双光源实验。仿真实验表明, 所提出方法基于单视图测量数据, 在各种光源设置下, 均可以稳定准确地重建单光源目标和辨识双光源目标。

为降低荧光分子断层成像(FMT)重建的病态性，受压缩感知理论启发，提出一种结合自适应可行区域迭代收缩策略和分段正交匹配追踪算法的重建方法。通过选取高荧光产额节点所在区域，迭代缩小可行区域，使目标函数有一个全局最优解。数字鼠模型上单目标及双目标重建结果表明，贪婪算法结合区域收缩策略不仅可以显著提高荧光目标的定位精度和荧光产额的定量分布，还可以降低算法对参数选取的依赖。物理仿体实验进一步验证了该方法在实际FMT 应用中的可行性和稳定性。