Shape-constrained reconstruction in diffuse optical tomography by simulated annealing

基于变分方法的量子退火计算断层成像用于实数图像重建

Quantum annealing-based computed tomography using variational approach for a real-number image reconstruction

本研究提出基于变分方法的量子退火CT重建算法，用每像素2个量子比特实现实数图像重建，在投影充足且低噪声时优于传统算法。

基于高斯溅射的图像重建：用于扩散光学断层扫描

GS-DOT: Gaussian splatting-based image reconstruction for diffuse optical tomography

本文提出GS-DOT，一种基于高斯溅射的扩散光学断层扫描图像重建框架，通过优化高斯原始体实现吸收系数的稀疏表示，提高了噪声鲁棒性和内存效率。

用于漫射光学断层成像的香蕉深度与脉冲条纹照明

The depth of the banana and the impulse stripe illumination for diffuse optical tomography

本文分析条纹照明下漫射光的香蕉形路径深度，并利用条纹形脉冲照明的时间分辨测量结合 Monte Carlo 数据重建目标吸收系数。

基于图和有限元的漫射光学层析成像反问题的全变分模型

Graph- and finite element-based total variation models for the inverse problem in diffuse optical tomography

全变分（TV）是一种功能强大的正则化方法，已被广泛应用于不同的成像应用中，但由于复杂和非结构化的几何结构、数据拟合和正则化项的非线性以及正则化项的不可微性，难以应用于漫射光学层析成像（DOT）图像重建（逆问题）。我们开发了几种方法来克服这些困难：i）定义离散微分算子的非结构化几何使用有限元和图形表示; ii）开发一个优化算法的基础上交替方向法的乘数（ADMM）的不可微和非线性最小化问题; iii）研究TV正则化的各向同性和各向异性变体，并比较它们的基于有限元和基于图形的实现。这些方法进行评估的模拟数据和实际数据从组织幻影上的实验。我们的研究结果表明，有限元和基于图形的TV正则化是能够准确地重建稀疏和非稀疏分布没有过度平滑效果的Tikhonov正则化和过度稀疏效果的L $_1$正则化。对于低分辨率网格，图形表示法的性能优于有限元法，而对于高分辨率网格，有限元法的精度更高。

耦合光声与漫射光学成像中多系数重建的三阶段方法

A three-stage method for reconstructing multiple coefficients in coupled photoacoustic and diffuse optical imaging

本文提出一种三阶段方法，利用漫射光学层析成像补充的光学电流数据，在定量光声层析成像中同时重建吸收、扩散和Grüneisen系数，数值模拟验证了其有效性与唯一性。

漫反射信号与葡萄糖浓度和散射体尺寸的循环相关

Cyclic Correlation of Diffuse Reflected Signal with Glucose Concentration and scatterer size

利用光学相干断层扫描的信号强度测量葡萄糖浓度进行了分析，在组织模型和血液样本从人类受试者。基于扩散方程的计算以及体内OCT信号测量证实了信号强度与葡萄糖浓度和散射体尺寸的循环相关性。

The relationship between axial resolution and signal-to-noise ratio in optical coherence tomography

In optical coherence tomography (OCT), axial resolution and signal-to-noise ratio (SNR) are typically viewed as uncoupled parameters. We show that this is only true for mirror-like surfaces, and that in diffuse scattering samples such as tissue there is an inherent coupling between axial resolution and measurement SNR. We explain the origin of this coupling and demonstrate that it can be used to achieve increased imaging penetration depth at the expense of resolution. Finally, we argue that this coupling should be considered during OCT system design processes that seek to balance competing nee…

用于乳腺癌检测的光学层析成像

Optical Tomographic Imaging for Breast Cancer Detection

漫射光学乳房成像利用近红外（NIR）光传播通过组织来评估组织的光学性质以识别异常组织。这种光学成像方法是敏感的，具有成本效益的，并且不涉及任何电离辐射。然而，扩散光学层析成像（DOT）的图像重建是一个非线性逆问题，存在严重的不适定性，特别是在强噪声和数据不完整的情况下。本文提出了一种新的图像重建方法用于乳腺癌的检测。该方法将图像重建问题分为异常组织的定位和吸收变化的量化。异常组织的定位是基于一个新的适定优化模型，可以通过差分进化优化方法求解，以实现稳定的图像重建。然后在相对小范围的局部区域中确定异常吸收变化的定量，所述局部区域可能是肿瘤。因此，可以大大减少未知吸收变量的数量，以克服漫射光学断层扫描（DOT）的欠定性质，从而允许准确和稳定地重建乳房中的异常吸收变化。数值仿真实验表明，该方法对异常组织的识别稳定、准确，对数据的测量噪声具有较强的鲁棒性。

相位恢复断层成像技术能够在介观检查方案中对肿瘤球体进行成像

Phase-Retrieved Tomography enables imaging of a Tumor Spheroid in Mesoscopy Regime

生物样品光学层析成像的可靠性依赖于精确的实验测量和先进的计算技术的结合。通常，由于大多数组织中的高散射和吸收，需要多视图几何结构以减少重建中的漫射晕和模糊。扫描过程用于获取数据，但它们不可避免地引入扰动，否定了对齐测量的假设。在这里，我们提出了一个创新的，注册免费，成像协议实现成像人类肿瘤球体在介观制度。该技术依赖于自相关正弦图和对象自相关的计算，最终通过三维Gerchberg Saxton算法，检索丢失的相位信息的断层重建。我们的方法在概念上是简单的，专注于单一的图像采集，无论在相机平面中的标本位置。我们展示了增加的深度分辨率能力，目前的方法无法实现，使数据对齐过程过时。

基于扩展Mumford-Shah泛函的DOT和XCT联合双模态图像重建

Joint bi-modal image reconstruction of DOT and XCT with an extended Mumford-Shah functional

特征相似性度量对于多模态医学成像中的联合图像重建来说是必不可少的，它通过将特征信息从一种模态传递到另一种模态（反之亦然）来实现联合多模态图像重建（JmmIR）。在这项工作中，我们建立了一个图像的相似性度量的图像边缘从心理学中的特沃斯基的特征相似性理论。对于联合双模态图像重建（JbmIR），从正则化方法的角度出发，发现该图像相似性测度是一个扩展的Mumford-Shah泛函，它包含先验边缘信息.该图像相似性度量由两种模态的图像边缘的共同部分和不同部分的Hausdorff度量组成。通过构造，它假定两个图像更相似，如果它们具有更多的共同边缘和更少的独特/独特特征，并且当应用于JbmIR时不会强制重建不存在的结构。通过对JbmIR泛函的Gamma近似，提出了一种交替极小化方法，用于求解扩散光学层析和X射线计算机层析的JbmIR。所提出的方法的性能进行了评估，通过三个数值幻影。实验结果表明，与单模态图像重建（SmIR）方法相比，该方法在结构相似性指数（SSIM）方面可使重建图像质量提高10%以上