近年来近扩散光断层扫描(DOT)研究越来越受到人们的广泛关注。在医学成像上，近红外光被用于探测生物组织，意在恢复光学参数的空间分布，如散射系数和吸收系数，并且把这些参数以图像的方式显示出来。由于光学参数与生物组织血氧水平的生理相关性，因此扩散光断层扫描(DOT)可以作为一种功能成像模式。其主要应用包括:大脑活动的研究，乳腺癌的诊断以及新生儿大脑血氧水平的监测。　　在这个系统中，它主要采用近红外光对生物组织体进行探测，入射光通过光导纤维传送到组织体的表面，在另一侧的表面被另外的光导纤维收集。然后使用正问题和逆问题对生物组织的光学参数进行重建。本文在DOT成像原理的基础上，对DOT图像重建过程进行了研究。　　本文的主要研究工作包括以下几个方面:　　(1)研究了光在生物组织体内传播的数学模型，并使用一阶球谐近似得到扩散方程作为本课题光学成像的基础。　　(2)通过分析常用三种成像系统的优缺点，确定了本课题的研究方向，在时域法成像系统的基础上，提出了使用阶跃光代替皮秒级的激光脉冲作为激励光源，并预测透过组织体后的光子形成的是阶跃函数。在Toast++的基础上，实现使用有限元法对阶跃光为激励光源的扩散方程的求解，最后把求解得到的阶跃函数与使用激光脉冲得到的时间点扩展函数(TPSF)进行比较，初步验证了使用阶跃光进行成像的可行性。　　(3)通过研究分析发现，阶跃函数的特征值是阶跃函数特征的最主要的体现，这些特征值主要包括:延迟时间、终值和上时间等。而这些特征值也可能携带了丰富的成像信息，本文主要提取延迟时间来作为图像重建的特征值。然后使用L-M优化迭代算法对光学图像进行重建。通过实验结果进一步验证了本方法的可行性。