中国西安电子科技大学智能生物信息处理中心分子影像的研究组.doc

PAGE 首页中国西安电子科技大学智能生物信息处理中心分子影像研究组中国科学院自动化所图像处理研究组美国弗吉尼亚理工大学VT-WFU生物医学工程与科学学院生物医学成像研究部MOSE光学分子影像仿真平台用户手册版本 2.1.2更新日期：2010.12.24 HYPERLINK / \t _blank Ge Wang, Ph. D., wangge@ HYPERLINK / \t _blank Jie Tian, Ph. D., tian@ HYPERLINK /faculty/jimliang/index.htm \t _blank Jimin Liang, Ph. D., HYPERLINK mailto:jimleung@ jimleung@Nunu Ren, Ph. D. Candidate, rennunu@1 关于MOSE本章将对MOSE的功能及其应用领域进行一个初步的介绍，同时，也对其必威体育精装版版本的功能更新进行一个说明，详细内容见各小节。1.1 简介光学分子成像是生物医学领域中研究疾病发生发展机理的有力工具，在近二十年的研究中得到了越来越多的重视，并已取得了一系列的进展。光学分子成像技术根据成像维数可分为两大类：二维平面成像与三维断层成像。断层成像是由平面成像发展而来，也是目前研究的热点，例如：扩散光学断层成像(Diffuse Optical Tomography，DOT)、激发荧光断层成像(Fluorescence Molecular Tomography，FMT)及生物发光断层成像(Bioluminescence Tomography，BLT)。断层成像由于能够对内部组织光学性质或光源性质实施更加准确的重建，在目前属于主要研究对象。光学断层成像研究中的光传输问题可分为前向问题与逆向问题两个方面。此外，根据成像模态的不同，又分为连续波(Continuous-Wave，CW)，时域(Time-Domain，TD)及频域(Frequency-Domain，FD)三种模态。这三种模态各有优缺点，针对不同的研究目的有不同的应用范围。光学分子影像技术根据图像采集设备的差别可分为两类：接触式成像与非接触式成像。接触式通过将光纤与成像对象（介质）的表面相接触获取介质表面的出射光强信息，非接触式则是通过CCD相机在一段距离之外获取介质表面的出射光强信息。这两者各有优缺点，非接触式成像目前已经成为主流研究方向，但非接触式需要考虑光在自由空间中的传输过程，这加大了光学分子影像前向及逆向问题研究的难度。光学分子影像仿真平台（Molecular Optical Simulation Environment，MOSE）是由西安电子科技大学、中国科学院自动化研究所和美国弗吉尼亚理工大学联合研发的光分子影像仿真平台，能够实现任意复杂形状生物组织及自由空间中光传输过程的仿真。到目前为止，MOSE已基于Monte Carlo (MC)算法实现了DOT、FMT及BLT在CW、TD及FD下的前向光传输过程仿真，以及CW下的光在自由空间传输并被CCD相机探测过程的仿真。关于逆向问题的求解，目前仍处于研究中，在以后的版本中会逐步加以完善。1.2 新功能版本2.1.2相比于前一版本2.1主要更新了以下内容：添加两种光传输模型：扩散光学断层成像(DOT)、激发荧光断层成像(FMT)；添加两种光传输模态：时域(TD)、频域(FD)；添加连续波(CW)下基于小孔映射原理的CCD探测功能；添加基于2D下的CCD探测结果逆向映射到介质3D表面的功能；添加了多线程仿真功能；添加由光子原始吸收数据（光子吸收密度）计算光子流率的功能；加强了图像显示功能，主要包括：添加各组织的独立显示属性设置，包括颜色、透明度、实体/线框显示、是否显示等；添加仿真结果的基于顶点的插值绘制功能；添加仿真结果在不同平面(平行于XY、YZ或XZ平面)的多层同步显示，提高软件的数据分析能力；扩展了数据输入输出功能，主要包括：添加对各种新扩展仿真功能的数据输出，包括时域、频域下的数据输出、读入；添加两种表面三角网格数据格式的读入及写出支持，包括.surf（Neutral Format）、.mesh(Surface Mesh Format)，具体格式说明参见第三章。增强了软件运行稳定性，提高了算法运行效率。1.3安装与卸载系统需求适合运行在Windows系统下，主要包括Windows 2000/XP/Vista/7等。安装从 HYPERLINK / 下载必威体育精装版版，MOSE属于绿色软件，无需安装，解压即可运行。 MOSE必威体育精装版版分为32位版本与64位版本，请根据自己的系统进行选择。卸载直接删除MOSE程序所在文件夹即可。2 详细使用说明本章将对MOSE的详细使用进行一个详细说明，共分为四个小节，分别是：工程、