荧光分子断层成像作为一种成像方式,旨在重建生物组织中荧光团的三维分布,在医学图像领域具有广阔的应用前景。由于光在生物组织中的传播具有较强的散射性,获取的表面荧光数据有限并且含有噪声等原因,导致荧光分子断层成像光源重建是个病态的不适定问题,重建质量较差,有待进一步提高。本文通过优化荧光分子断层成像激发点设置,改善阈值选取来优化荧光分子断层成像性能,提高荧光目标重建质量,具体研究工作如下:1)基于螺旋式激发的荧光分子断层成像重建。现有荧光分子断层成像系统的激发方式多采用多点激发方式,其成像结果与激发点设置密切相关。圆周式激发点的高度与荧光目标位置不一致时,重建结果误差较大,而阵列式激发方式受激发面积小且采集数据时间较长。为了解决荧光目标激发不完全的问题,本文提出了一种螺旋式多点激发的荧光分子断层成像策略。此激发方式的激发点是以螺旋式结构分布在成像目标的一周。通过扩大激发点分布范围,即使在不了解荧光目标具体位置情况下,也能使荧光目标受激发完全,从而确保数据采集的精确性。通过设计非匀质仿体单光源和双光源实验,进而对比圆周式激发,阵列式激发和螺旋式激发方式的重建结果,对比结果验证了螺旋式激发方法在荧光分子断层成像中收集的数据更准确,重建误差更小。2)基于自适应阈值方法的荧光分子断层成像重建。荧光分子断层成像重建结果会产生许多伪图像,因此需要设置阈值去除不需要的信息。而目前常用的阈值方法多为人为设置,这种方法结果不够客观准确。为了可以根据重建结果自动的选择阈值,本文提出了一种荧光分子断层成像重建图像的后处理策略。在提取阈值的过程中,该方法根据荧光分子断层成像重建结果,自适应的选择了一个阈值,避免了外界人为限定或其他的干扰,使得结果更加客观准确。通过设计数字仿真实验和物理仿体实验,从可视化结果可以看出经阈值处理后的图像比没有经过阈值处理的图像更加的清晰,便于观察判断。同时利用半宽高和对比度噪声比进一步验证了自适应阈值方法获取阈值的准确性。实验表明,自适应阈值方法能够更加有效的从原始图像中去除伪信息,为使用者带来便利。