提升FMT-XCT成像定位和定量性能的线性nBorn方法-Britton Chance 生物医学光子学研究中心 | Britton Chance Center for Biomedical Photonics




研究进展

新闻类别:研究进展
2017-03-06

提升FMT-XCT成像定位和定量性能的线性nBorn方法

传统荧光分子断层成像一般采用纯荧光数据进行图像重建,这种方法需要精确获取一些系统参数,如光源强度,系统响应函数及系统衰减系数等,而这些参数往往存在一些误差,因此使得实际的图像重建结果很差。非线性nBorn (normalized Born ratio)方法的使用提升了图像的重建质量。该方法引入激发光作为参考,这样有利于消除一些未知的或者难以获取的系统参数或者系统耦合误差,同时,非线性nBorn方法可以克服一定的吸收系数异质性的影响。但是,非线性nBorn方法导致构建的测量矢量的强度分布不同于原始的荧光的相对强度分布,与采用纯荧光数据重建的方法相比,非线性nBorn方法又引入了激发光的噪声。

针对这些问题,生物医学光子学功能实验室骆清铭教授团队提出了一种线性nBorn方法。这种方法保持了非线性nBorn方法的优势,同时,其构建的测量矢量的相对强度分布与荧光信号的相对强度分布保持一致,这样可以降低激发光信号中测量噪声对重建结果的影响。仿体和在体实验结果表明:线性nBorn方法相比于非线性nBorn方法来说可以更加有效地提升FMT-XCT的定位和定量能力。

2017年2月6日,相应的研究成果“提升FMT-XCT成像定位和定量性能的一种线性nBorn方法(Enhancement of the localization and quantitative performance of fluorescence molecular tomography by using linear nBorn method)”被OSA旗下期刊Optics Express在线发表(Vol. 25, Issue 3, pp. 2063-2079 (2017))。该研究得到国家重点研发计划(2016YFA0201403)、国家自然科学基金创新群体项目(61421064)、国家自然科学基金(91442201) 和中央高校基本科研业务费专项资金 (2016YXMS035) 资助支持。

(论文链接https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-3-2063)

nBorn

图 在体实验定位和定量结果。

(a)荧光标记物在小鼠腹腔内的分布,白色线之间表示进行FMT图像重建区域;(b) 非线性 nBorn方法图像重建三维结果;(c) 线性 nBorn图像重建三维结果。[图中坐标系,D表示背侧,V表示腹侧,Cr表示头方向,Cd表示尾部方向,L表示左侧,R表示右侧。三维结果使用AMIRA软件显示]