基于格子波尔兹曼方法的荧光分子成像前向问题研究

项目名称： 基于格子波尔兹曼方法的荧光分子成像前向问题研究

项目编号： No.61675124

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 严壮志

作者单位： 上海大学

项目金额： 16万元

中文摘要： 荧光分子断层成像(FMT)是一种新兴的分子影像技术，在生物学和医学等领域具有广泛的应用前景。然而，基于现有FMT技术，难以快速并准确地模拟光子在成像体内的传播过程，这限制了其在生物医学研究中更深入的应用。本项目，拟改变现有FMT前向模型实现思路，创新性地应用在介观和多尺度模拟及并行计算方面具有突出优势的格子波尔兹曼(LB)方法，综合多尺度网格表达、小波变换和网格插值等理论与方法，探索结合组织体光学参数分布和光子输运特征的平衡态分布函数和松弛时间的表达与设计方法；研究可拟合非规则形状边界的处理方式；建立光在生物组织中传播的LB模型，以期在不损失模拟准确度的基础上，大幅提高FMT前向问题求解的计算速度和效率，为快速FMT成像提供理论与技术支持。本项目的顺利实施，不仅能够直接促进FMT成像技术的发展和生物医学应用，而且可方便地扩展到BLT和DOT等其他光学分子断层成像技术，具有很大应用潜力。

中文关键词： 荧光分子断层成像；前向问题；格子玻尔兹曼方法；多尺度模拟；计算效率

英文摘要： Fluorescence molecular tomography (FMT) is a molecular imaging modality, with great application prospects in the areas like biology and medicine. However, current FMT encounters difficulty in simulating photon propagation in biological tissue, which limit

英文关键词： fluorescence molecular tomography (FMT)；forward problem；lattice Boltzmann method (LBM)；multi-scale model；computational efficiency