45、提升光学断层成像深度分辨率与直线模型最优位置研究

提升光学断层成像深度分辨率与直线模型最优位置研究

提升漫射光学断层成像（DOT）深度分辨率的智能方法

在漫射光学断层成像（DOT）中，深度分辨率的提升一直是一个关键问题。传统的DOT成像在处理深层组织时，由于光子密度随深度呈指数下降，导致深层组织的成像精度远低于浅层组织。为了解决这一问题，提出了一种名为分层最大奇异值调整（LMA）的智能方法。

DOT理论与方法

当组织作为高度散射介质时，光子在组织中的传播可以用扩散方程来描述，在频域中的表达式为：
[
\left(\nabla \cdot \kappa(\mathbf{r}) \nabla \Phi(\mathbf{r}, \omega)+\left(\mu_{a}+i \frac{\omega}{c}\right) \Phi(\mathbf{r}, \omega)\right)=-q_{0}(\mathbf{r}, \omega)
]
其中，(\Phi(\mathbf{r}, \omega)) 是在位置 (\mathbf{r}) 处调制频率为 (\omega) 的复辐射率，(q_{0}(\mathbf{r}, \omega)) 是各向同性源，(c) 是介质中的波速，(\mu_{a}) 是吸收系数，(\kappa(\mathbf{r})) 是光学扩散系数。

在半无限假设条件下，仅考虑吸收部分的变化时，可以得到扩散方程的解析解，其形式为：
[
\Delta O D=-\ln \left(\frac{\Phi_{\text {pert }}}{\Phi_{0}}\right)=\int L(\mathbf{r}) \Delta \mu_{a}(\mat