金 蒙，高 峰, ，马文娟，杨 芳，赵会娟,

(1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072；2. 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室，天津 300072)

扩散光学层析成像(diffuse optical tomography，DOT)是一种新兴的无创功能成像模态[1-5]，其基本原理是：使用波长范围在 650～900,nm 的近红外光“扫描”组织体，通过测量组织体表面上的光强分布来重建组织体内部的光学参数图像．DOT的成像对象是反映组织体病生理功能信息的光学参数(吸收和散射系数)，具有灵敏度和特异性高、安全廉价以及实时性强等多重优点，因此在新生儿的脑血氧监测、乳腺肿瘤的早期检测和基于小动物疾病模型的分子成像[5-7]等领域具有广泛的重要应用前景．DOT研究广泛采用基于模型的图像重建方法(model-based image reconstruction scheme)[8]，其中扩散方程(diffusion equation，DE)和辐射传输方程(radiative transfer equation，RTE)为目前应用的 2种主要光子输运正向模型．扩散方程是辐射传输方程的球谐函数一阶近似，其适用范围有相当的局限性：仅适用于高散射、低吸收组织体的远源区光子密度场的描述[1]．因此，一方面，对于小尺寸组织体(如小动物)的成像应用，由于光源和探测器的分布较密，扩散方程的适用性较差，影响近源场内测量信息的利用和光学参数的重建；另一方面，在生物组织内的某些区域，如高散射、高吸收的骨骼组织、低散射、低吸收的脑脊液层以及腹部大量的空腔域等，扩散方程无法实现光子传播行为的有效建模．为此，国内外学者一直对基于辐射传输方程的 DOT成像技术有着广泛的兴趣．目……