时间：2020-07-13
由于空间频率域成像依赖于光强度测量，而成像部位表面高度不同对测量光强的影响将造成光学参数提取上的误差。为消除这一影响，需在空间频率域成像系统中发展在线获取组织外部形貌的方法，从而矫正形貌引起的光强变化。本课题将相位轮廓技术结合到所发展的空间频率域成像系统中，采用基于离散余弦变换的单像素成像技术获取表面相位图像并重建形貌，并发展了基于表面轮廓的光强矫正模型。
（a） （b） （c）
图1 不同高度平板仿体形貌重建结果：（a）仿体表面真实形貌；（b）重建形貌；（c）平均重建高度
图2 （a）球仿体示意图，（b）单球（左）及双球（右）仿体形貌重建结果。
空间频率域成像通过分析不同空间频率下组织体表面漫反射率，并结合光在组织体中的传播模型重构出组织体的光学参数分布。此方法需要建立不同组织光学参数下表面漫反射率的正向数据库，利用光学参数与漫反射率的映射关系，对获取的组织体表面调制幅度图像进行反向查表从而重建光学参数。为准确建立正向数据库，我们发展了面向空间频率域成像的蒙特卡洛（MC）模拟方法。为了便于对组织体的响应特征进行分析，我们在空间频率域内引入调制传递函数（MTF），MTF描述了组织体在空间频率域内的传递函数，并基于MC正向模拟建立了面向组织体的空间频率域MTF数据库。
图3 (a)不同吸收系数组织体MTF曲线(μs’=1.0 mm-1); (b)不同约化散射系数组织体MTF曲线(μa =0.01 mm-1)
图4 小鼠皮下移植瘤模型实验样品准备：(a) 小鼠皮下移植瘤模型; (b) 实验样品; (c) 实验样品三维形貌重建结果图
图5 小鼠移植瘤模型吸收系数图像重建结果
承担课题
1. 面向光动力治疗在体测评的空间频率域成像方法研究，国家自然科学基金(61475116)，2015.01-2018.12。
2. 面向非黑色素瘤皮肤癌光动力治疗在体测评的空间频率域成像方法研究，天津市自然科学基金重点项目（15JCZDJC31800），2017.04-2020.03。
3. 面向非黑色素瘤皮肤癌光动力治疗在体测评的动态SFD-DOT/FMT方法，国家自然科学基金(81871393)，2019.01-2022.12。
发表的主要论文
1. Weiting Chen, Huijuan Zhao, Tongxin Li, Panpan Yan, Kuanxin Zhao, Caixia Qi, Geng Gao, Reference-free determination of tissue absorption coefficient by modulation transfer function characterization in spatial frequency domain. Biomedical Engineering Online, 2017, 16(1):100.
