Использование измерения пространственных производных в круговой диффузионной оптической томографии для улучшения разрешения и контрастности изображения

Аннотация: Разрешение изображений, полученных с помощью диффузионной оптической томографии без априорной пространственной информации, по своей природе ограничено из-за диффузионного характера переноса света в биологической ткани с преобладанием рассеяния. В нескольких работах ранее сообщалось об улучшении чувствительности по глубине при измерениях в ближней ИК области с использованием разности сигналов двух соседних детекторов. Представлен ближайший родственный метод – алгоритм на основе пространственной производной, в котором для томографической реконструкции рассматривается разностный сигнал двух соседних пар источник – детектор с общим источником. При круговой геометрии оптода с направлением внутрь показана возможность реконструкции более глубоко расположенных аномалий оксигемоглобина, дезоксигемоглобина и воды с лучшей локализацией и контрастностью по сравнению с результатами при абсолютных измерениях на нескольких длинах волн. При использовании предложенного метода реконструкции параметров на основе пространственной производной продемонстрировано относительное количественное улучшение точности восстановленных физиологических показателей до 25% при лучшем разрешении раковой ткани в гетерогенной модели молочной железы.

Ключевые слова: диффузионная оптическая томография, пространственная производная, круговая геометрия.