时间：2020-07-14
荧光分子层析（Fluorescence Molecular Tomography, FMT）是建立在扩散光学层析技术与特异性分子荧光标记技术相结合基础之上、能定量提供特异性分子事件空间分布信息的先进光学分子影像模态，在现代生命科学、医学研究及药物研发等领域极具应用前景。该技术采用特定波长的近红外光激发荧光分子探针产生荧光，通过组织边界的激发光—荧光测量及其耦合方程反演理论得到反映组织体特性的荧光参数三维空间分布图像，克服了目前二维平面荧光成像在定量性和深度分辨率方面的局限性，且与其它分子成像技术相比具有特异性、灵敏性、无电离以及光学分子标记灵活性、多样性等优点。鉴于FMT技术的重要应用前景及其优势，近几年发展迅速，成为分子成像技术中的重要分支和研究热点。目前受探测深度和荧光探针效率的限制，FMT应用主要定位于小动物模型，其中开展复杂组织光子输运精确建模方法、先进图像反演理论和高灵敏测量技术等关键问题研究至关重要。
为捕捉生物组织体内快速变化的荧光信号，并借鉴扩散荧光层析在穿透深度、高灵敏度等方面的优势，设计了一套具备快速实时采样能力的稳态模式动态扩散荧光层析成像在体测量系统。该系统采用多光源-探测器布配方案，结合光电倍增管探测器与锁相光子计数检测技术，具有高空间采样密度、高探测灵敏度、大动态测量范围以及高性价比等优势。
图1 稳态模式荧光分子成像系统图
图2 单目标和三目标仿体示意图
图3 单目标仿体成像产率重建图像
图4 三目标仿体成像产率重建图像
承担课题：
1. 天津市自然科学基金青年项目，面向小动物生物学研究的时域荧光分子层析成像先进技术，14JCQNJC14400， 2014.4-2017.3。
2. 教育部高等学校博士学科点专项科研基金，面向肿瘤恶性生物学研究的小动物全身 DOT/FMT混合成像方法， 2013.1-2015.12
3. 国家自然科学基金，基于辐射传输方程高阶近似的时域荧光分子层析方法(61108081)，2012.01-2014.12。
4. 博士点新教师基金，活体小动物时域荧光分子层析方法研究，20110032120069， 2012.1-2014.12
5. 国家自然科学基金，多模态光学分子层析中目标体光学结构的在体获取方法研究(30970775)，2010.01-2012.12。
6. 国家自然科学基金，时间分辨荧光分子层析理论和技术基础研究(60678049)， 2007.01-2009.12。
7. 国家重点基础研究（973）计划，分子影像关键科学技术问题的研究 (2006CB705700)（子课题），2006.09-2011.08。
发表的主要论文：
1. Limin Zhang; Xi Yi; Jiao Li; Huijuan Zhao; Feng Gao. Analytical Green’s function for the fluorescence simplified spherical harmonics equations in turbid medium，Journal of Biomedical Optics,2014,19（7）：070503-1-3.
2. Limin Zhang; Jiao Li; Xi Yi; Huijuan Zhao; Feng Gao. Analytical solutions to the simplified spherical harmonics equations using eigen decompositions，Optics Letters, 2013,38(24)：5462-5465.
3. Xiaoqing Zhou, Huijuan Zhao, and Feng Gao et al. Spatial-frequency-compression scheme for diffuse optical tomography with dense sampling dataset, Appl. Opt., 2013， 52(9): 1779-1792 .
4. Jiao Li, Huijuan Zhao, and Feng Gao et al. Towards pH-sensitive imaging of small animals with photon-counting difference diffuse fluorescence tomography, J. Biomed. Opt., 2012, 17(9): 096011 .
5. Yang F , Gao F , Ruan P , et al. Combined domain-decomposition and matrix-decomposition scheme for large-scale diffuse optical tomography[J]. Applied Optics, 2010, 49(16):3111.
发明专利：
1. 荧光-光学联合断层成像系统及测量方法，发明专利，201210408665.7，中国，2014.9.2
2. 重构混浊介质光学参数的时间分辨测量系统及方法，发明专利，ZL200910069698.1, 中国，2011.12.14
3. 仿CT扫描模式多光谱时域荧光分子层析测量系统，发明专利，ZL201010167623.X，中国, 2011.06.22
4. 面向小动物分子成像的时域荧光扩散层析系统，发明专利，ZL200810052363.4，中国，2011.06.01
