面向多投影數(shù)據(jù)的熒光分子斷層成像快速重建方法研究.pdf

1、熒光分子斷層成像作為一種重要的分子成像模態(tài)，在腫瘤檢測(cè)、疾病治療和藥物研發(fā)方面得到了廣泛應(yīng)用。但由于光的強(qiáng)散射特性以及測(cè)量數(shù)據(jù)的不足，使得重建問(wèn)題具有嚴(yán)重的病態(tài)性。為降低重建的病態(tài)性，得到魯棒的重建結(jié)果，研究者通常采集多個(gè)投影角度的熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。大規(guī)模的投影數(shù)據(jù)給重建帶來(lái)了復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，使得計(jì)算復(fù)雜、耗時(shí)。本文圍繞重建精度和重建效率，從矩陣維數(shù)約減的角度出發(fā)開(kāi)展FMT重建算法研究。具體內(nèi)容如下:
　　采用多角度投影的數(shù)據(jù)進(jìn)行

2、重建需要較大的計(jì)算內(nèi)存和耗費(fèi)較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。本文采用滿足正交投影變換原理的主成分分析將原本繁瑣復(fù)雜的數(shù)據(jù)集線性變換到維數(shù)相對(duì)較小的數(shù)據(jù)集上，然后利用降維后規(guī)模較小的數(shù)據(jù)集并且結(jié)合稀疏正則化算法進(jìn)行重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過(guò)降維后重建時(shí)間縮短數(shù)10倍。
　　基于流形學(xué)習(xí)和壓縮感知理論，本文提出了結(jié)合局部保留投影和稀疏正則化的重建方法，該方法利用局部保留投影將表面熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行局部的線性特征抽取，得到的局部數(shù)據(jù)可以較為完整的包含整個(gè)數(shù)據(jù)的全

3、局特征同時(shí)也很好的保留了原有數(shù)據(jù)的非線性結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹亟ㄊ褂昧艘?guī)模較小的局部數(shù)據(jù)，所以加快了重建速度，同時(shí)還改善了目標(biāo)的重建精度和聚集性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方法在減少重建時(shí)間的同時(shí)還能改善目標(biāo)的定位精度，具有很強(qiáng)的魯棒性。
　　提出基于線性近似回歸和對(duì)偶增廣拉格朗日的熒光分子斷層成像。線性近似回歸方法可以有效解決大規(guī)模矩陣特征提取，將原始的多投影數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到新的子空間數(shù)據(jù)，然后采用基于對(duì)偶問(wèn)題稀疏重建的增廣拉格朗日方法進(jìn)行三維重建得