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漫射光学层析成像

更新时间:2026-07-17 11:01:10 大小:20K 上传用户:潇潇江南查看TA发布的资源 标签:光学 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、DOT技术概述

漫射光学层析成像(Diffuse Optical Tomography,简称DOT),是一种基于近红外光谱技术发展而来的生物医学成像 modality,通过利用光子在高散射生物组织中的传播特性,重建生物组织内部光学参数(吸收系数、散射系数)的空间分布,进而获取组织的结构与功能信息。与X射线CT、核磁共振成像(MRI)、超声成像等传统医学成像技术相比,DOT具有无电离辐射、成本低廉、可长时间连续监测、能提供功能分子信息等独特优势,在临床诊断、基础生物医学研究领域展现出广阔应用前景。

DOT技术的核心原理建立在光子在高散射介质中的输运理论基础之上:生物组织对波长在600-900nm近红外窗口的光子,主要发生散射相互作用,吸收作用相对微弱,光子进入组织后会经历多次散射,最终从组织表面出射,这个过程中出射光子的强度、时间特性会携带组织内部吸收与散射分布的信息;DOT系统通过在组织表面布置多个光源探测器,采集不同光源-探测对的出射信号,结合逆问题重建算法,即可得到组织内部光学参数的三维分布,最终实现成像。

二、DOT技术的物理基础

(一)光子输运理论

光子在高散射生物组织中的传播过程,严格来说满足辐射传输方程(Radiative Transfer EquationRTE,该方程从能量守恒角度描述了光子在介质中运动时的散射、吸收作用:

 

其中,是位置处沿方向传播、时间$t$的辐射强度;$c$是光子在介质中的传播速度;是吸收系数,是散射系数;是相位函数,描述光子散射后方向分布;$Q$是内源项。



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