Basierend auf der Diffusionstheorie wurden Rekonstruktionsalgorithmen für die diffuse optische Tomographie (DOT) und die Biolumineszenztomographie (BLT) entwickelt. Die Algorithmen lösen die Diffusionsgleichung numerisch mithilfe der Finite-Elemente-Methode. Für die Rekonstruktionen werden die direkten Messungen der unkalibrierten Lichtfluenzraten durch eine Kamera verwendet. Das DOT wird selbstkalibriert, indem es alle möglichen Paare von Transmissionsbildern verwendet, die mit externen Quellen erhalten wurden, zusammen mit den relativen Werten der simulierten Daten und der berechneten Jacobi-Funktion. Die Rekonstruktion erfolgt im relativen Bereich unter Ausschluss jeglicher geometrischer oder optischer Faktoren. Die Transmissionsmessungen für den DOT werden zur Kalibrierung der Biolumineszenzmessungen bei jeder Wellenlänge verwendet und anschließend wird ein normalisiertes Gleichungssystem aufgebaut, das für den BLT selbstkalibriert wird. Die Algorithmen wurden auf ein dreidimensionales Modell der Maus (MOBY) angewendet, das in Geweberegionen segmentiert wurde, von denen angenommen wird, dass sie einheitliche optische Eigenschaften aufweisen. Das DOT verwendet die direkte Methode zur Berechnung des Jacobi-Werts. Der BLT verwendet einen reduzierten Raum von Eigenvektoren der Green-Funktion mit iterativer Verkleinerung des zulässigen Quellbereichs. Die Rekonstruktionsergebnisse der DOT- und BLT-Algorithmen zeigen eine gute Übereinstimmung mit den tatsächlichen Werten, wenn entweder absolute oder relative Daten verwendet werden. Selbst ein kleiner Kalibrierungsfehler führt zu einer erheblichen Verschlechterung der auf absoluten Daten basierenden Rekonstruktionen.
Naser MA, Patterson MS und Wong JW.
