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公开(公告)号：CN104637085B
公开(公告)日：2018-02-09
申请号：CN201510051677.2
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明涉及一种解耦合荧光蒙特卡罗模型的建立方法，包括：构建发射密度积分方程用于描述激发光在生物组织中的传输和荧光激发并传输的过程；通过荧光激发和荧光传播过程中的核函数变换，解耦合出荧光激发和传播过程的光学参数与路径概率密度函数的关联，使抽样的荧光光子路径与激发光光子路径一致，同时使荧光光子的权重函数与荧光激发和传播过程的光学参数相关联；从而沿着激发光光子路径，根据荧光权重函数直接计算荧光光子的权重。本发明建立的模型具有精度高、可适用于任意浑浊介质任意荧光分布的特点，在荧光成像、荧光光谱测量与分析方面有及其广泛的应用前景。
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公开(公告)号：CN104706320B
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201510050253.4
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于解耦合荧光蒙特卡罗(dfMC)模型的荧光扩散光学断层图像重建方法，属于生物医学工程技术领域，包括：确定探测区域，在探测区域选取若干扫描点，在探测器上获取相对应的荧光光强分布；建立描述组织光学参数空间结构的三维数字模型，根据光源扫描的位置和方向进行激发光子的前向白蒙特卡罗(white Monte Carlo)模拟，跟踪激发光子并记录到达探测器的光子沿路径上相应的物理量；依据dfMC方法计算荧光光子权重，并计算出荧光雅可比矩阵；最后通过GPU集群迭代重建计算出组织内的荧光团位置及其吸收系数；本发明的优点是，高精度的dfMC模型，基于GPU集群加速的重建迭代过程，为三维荧光断层成像系统提供了一种精确快速的重建方法。
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公开(公告)号：CN104605823B
公开(公告)日：2017-01-18
申请号：CN201510050769.9
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于微扰荧光蒙特卡罗(pfMC)模型的荧光扩散光学断层图像重建方法，属于生物医学工程技术领域，包括：确定探测区域，在探测区域选择若干扫描点，获取探测器上相对应的荧光光强分布；建立描述组织光学参数空间结构的三维数字模型，根据光源扫描的位置和方向进行激发光子的前向白蒙特卡罗(white Monte Carlo)模拟，跟踪激发光子并记录到达探测器的光子路径；依据pfMC方法计算荧光光子权重，并计算出荧光雅可比矩阵；最后通过GPU集群迭代重建计算出组织内的荧光团位置及其荧光系数；本发明的优点是，基于体素化的微扰MC荧光模型，基于GPU集群加速的重建迭代过程，为三维荧光断层成像系统提供了一种快速的、准确的重建方法。
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公开(公告)号：CN104706320A
公开(公告)日：2015-06-17
申请号：CN201510050253.4
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
CPC classification number: A61B5/0071 , G06T17/00
Abstract: 本发明公开了一种基于解耦合荧光蒙特卡罗(dfMC)模型的荧光扩散光学断层图像重建方法，属于生物医学工程技术领域，包括：确定探测区域，在探测区域选取若干扫描点，在探测器上获取相对应的荧光光强分布；建立描述组织光学参数空间结构的三维数字模型，根据光源扫描的位置和方向进行激发光子的前向白蒙特卡罗(white Monte Carlo)模拟，跟踪激发光子并记录到达探测器的光子沿路径上相应的物理量；依据dfMC方法计算荧光光子权重，并计算出荧光雅可比矩阵；最后通过GPU集群迭代重建计算出组织内的荧光团位置及其吸收系数；本发明的优点是，高精度的dfMC模型，基于GPU集群加速的重建迭代过程，为三维荧光断层成像系统提供了一种精确快速的重建方法。
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公开(公告)号：CN104679946A
公开(公告)日：2015-06-03
申请号：CN201510051698.4
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种基于体素的微扰荧光蒙特卡罗模拟方法，将入射光源表征为设定数目光子的集合，确定光源的初始位置和方向及探测器的位置；投放激发光光子，追踪激发光光子在生物组织中传输，计算激发光光子转化为荧光光子比例，沿着激发光路径计算探测器上所接收到的荧光光子权重,保存光子的路径信息；当荧光团吸收系数微小变化时，利用保存的光子路径信息，来直接计算探测器上荧光光子权重，大大节约了模拟光子在生物组织中传输时间。本发明方法计算效率高，能够大大提高荧光断层成像重建的计算效率。
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Patent Agency Ranking
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公开(公告)号：CN104317655A
公开(公告)日：2015-01-28
申请号：CN201410536002.2
申请日：2014-10-11
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明涉及一种基于集群式GPU加速的多源全路径蒙特卡罗模拟方法，包括：步骤1：Host节点向各Client节点进行计算任务的一次分配；步骤2：基于被分配的计算任务，各Client节点向本节点内的各GPU设备进行计算任务的二次分配；步骤3：基于被分配的计算任务，各GPU设备向其各block进行计算任务的三次分配；步骤4：各Client节点对被分配的相应光子的传输过程进行追踪。本方法通过采用集群式GPU实现了加速的三级并行高速运算，并能够实现对光子在组织中传播时所经各体素的路径信息进行保存，从而获取丰富的光子路径信息。
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公开(公告)号：CN104679946B
公开(公告)日：2017-12-05
申请号：CN201510051698.4
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种基于体素的微扰荧光蒙特卡罗模拟方法，将入射光源表征为设定数目光子的集合，确定光源的初始位置和方向及探测器的位置；投放激发光光子，追踪激发光光子在生物组织中传输，计算激发光光子转化为荧光光子比例，沿着激发光路径计算探测器上所接收到的荧光光子权重,保存光子的路径信息；当荧光团吸收系数微小变化时，利用保存的光子路径信息，来直接计算探测器上荧光光子权重，大大节约了模拟光子在生物组织中传输时间。本发明方法计算效率高，能够大大提高荧光断层成像重建的计算效率。
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公开(公告)号：CN104637085A
公开(公告)日：2015-05-20
申请号：CN201510051677.2
申请日：2015-01-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明涉及一种解耦合荧光蒙特卡罗模型的建立方法，包括：构建发射密度积分方程用于描述激发光在生物组织中的传输和荧光激发并传输的过程；通过荧光激发和荧光传播过程中的核函数变换，解耦合出荧光激发和传播过程的光学参数与路径概率密度函数的关联，使抽样的荧光光子路径与激发光光子路径一致，同时使荧光光子的权重函数与荧光激发和传播过程的光学参数相关联；从而沿着激发光光子路径，根据荧光权重函数直接计算荧光光子的权重。本发明建立的模型具有精度高、可适用于任意浑浊介质任意荧光分布的特点，在荧光成像、荧光光谱测量与分析方面有及其广泛的应用前景。
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