层析成像系统的主要原理
根据所示的出射光分类，层析成像系统成像技术也被分为早期到达光成像和扩散光成像。由于早期到达光在组织中近似直线传播，因此携带了较好的空间分辨和对比度的信息，但早期到达光成像技术一般只适合于薄层散射媒质（大约1～5毫米）。
层析成像系统是已获得广泛应用的近红外组织光谱技术( Near Infrared Spectroscopy, NIRS) 的空间分辨实现，完整的DOT方法包括：光子输运模型（正问题）、图像重建技术（逆问题）和扩散光测量系统等三个主要部分。
（1） 光子输运模型（正问题）：扩散方程（Diffusion Equation, DE）是扩散层析成像常采用的输运模型，由于扩散方程的解析解只可在规则几何形状和均匀光学参数分布的组织域条件下获得，而对DOT中通常涉及的是复杂几何形状和不均匀光学参数分布下组织体，因此通常采用扩散方程的数值求解法，例如有限元方法。
（2） DOT图像重建即为逆问题（inverse problem）：其正式定义为：给定组织体表面光源的时-空分布及与此对应的传输光测量量之时-空分布，基于特定的光子传输模型，求解组织体内的光学参数三维分布。DOT成像的任务是同时重建组织域内所有光学参数的分布，而在应用中则常假定其中一个或两个参数分布(通常是折射率)为已知常数以简化问题的求解，也就是通常只是重建吸收系数和约化散射系数。若不考虑随机噪声效应，则图像重建可由非线性*小二乘优化问题表示，其中较常用的例如基于正向模型线性化的图像重建技术-Newton-Raphson法。
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