生物发光断层成像技术（bioluminescence tomography，BLT）由于具有灵敏度高、安全性高和低成本的特点，近年来逐渐成为研究的热点。但是 BLT逆向求解是严重的病态问题，主要解决方法是通过采集多光谱数据增加数据量，采集组织结构信息提供模型准确度和划定可行域增加先验知识。其中，小动物内部精确的组织结构信息通常利用微型计算机断层成像技术（micro computed tomography，Micro-CT）或磁共振成像（magnetic resonanceimaging，MRI）获取，该过程中需对小鼠注射造影剂以获得高对比度的数据，但造影剂可能造成小鼠拍摄过程中的意外死亡；在分割采集得到的小鼠 Micro-CT或 MRI数据时，由于某些软组织对比度不高，需要借助人工手动分割，不仅费时费力，且误差较大；另外，在BLT重建过程中通常采用基于四面体模型进行重建，但是四面体模型剖分后单元数量多，占用的存储空间大，重建的精度低。　　针对以上问题，本文提出了基于自适应体素细分和图谱分割的 BLT重建方法，并在Micro-CT和MRI数据上进行验证。　　首先，为了解决手动分割问题，本文采用基于图谱配准的方法进行分割。图谱配准分为单图谱配准和多图谱配准，本文借助Amira软件手动分割了50组小鼠Micro-CT数据，制备了配准过程中需要的单图谱和多图谱。然后，利用采集的小鼠Micro-CT和MRI数据分别通过两种图谱配准方法分割出小鼠内部器官，验证了图谱分割方法的有效性，并基于Dice系数和皮肤表面距离对两种配准方法的结果进行定量分析。实验结果证明，通过图谱配准的方法，不仅能够解决人工手动分割耗时耗力和造影剂致死的问题，而且能够准确的分割出小鼠内部的各个器官组织；另外证明了多图谱的配准效果优于单图谱的配准结果。　　其次，本文分别从6组小鼠Micro-CT数据的在体实验和3组小鼠MRI数据的在体实验中选出最好的一组，设计了五组对照实验进行BLT重建实验，包括匀质重建、非匀质重建、基于单图谱配准的结果重建、基于多图谱配准的结果重建和基于自适应体素划分和多图谱配准结果的重建，其中前四组重建采用四面体模型。通过计算各个重建光源位置和真实光源位置的偏差定量分析重建结果，可以得出非匀质重建的精度较匀质重建的精度高，基于多图谱的重建精度较基于单图谱重建精度高，基于自适应体素细分和多图谱配准的重建结果优于基于四面体剖分和多图谱配准的重建结果。