在空间频域中通过多频MTF表征单次确定吸收系数

本文的核心主题是介绍一种基于空间频率域多频调制传递函数(MTF)表征的新方法，用于单次快照快速确定吸收系数。该方法采用傅里叶变换域分析，能够在多个应用频率上同时提取信息，并显著降低噪声。文章通过模拟实验验证了基于MTF的方法的可行性以及使用多频测量进行单次快照确定吸收系数的性能。在没有参考测量的情况下，使用无参考的模型实验表明了该方法在绝对吸收系数确定上的高准确性，其最大重建误差为0.002mm^-1。 在空间频率域测量方面，近年来由于其能够快速、非接触式地广泛绘制组织光学特性的潜力而受到越来越多的关注。与传统的近红外成像方式相比，新兴的模式得益于结构化光源照明的使用，优势在于其扫描自由的广泛照明实施和检测动态范围的低要求。这些特点非常适合于定量成像，尤其是在皮肤癌光动力疗法的剂量优化中。 在光学断层成像与光谱学领域，本研究发表在由Bruce J. Tromberg、Arjun G. Yodh、Eva Marie Sevick-Muraca和Robert R. Alfano编辑的《组织光学断层成像与光谱学XII》一书中，该书由SPIE出版，并获得了CCC代码：1605-7422/17/$18，以及doi编号：10.1117/12.2253448。该论文的作者们来自天津大学精密仪器与光电工程学院以及天津大学生物医学检测技术与仪器重点实验室，展示了他们在组织光学属性测量方面取得的研究成果。 在这篇研究论文中，作者们提出了一种新颖的技术——基于空间频率域多频MTF表征的单次快照吸收系数确定方法。该方法在傅里叶变换域内进行分析，能够同步从多个频率提取信息，并具有优秀的降噪性能。为了验证这一方法的可行性以及多频测量在单次快照中确定吸收系数的效果，作者们进行了模拟实验和无参考测量的模型实验。实验结果表明，该方法在绝对吸收系数的测定上具有高准确性，最大重建误差为0.002mm^-1，证明了方法的有效性。 文章提到的“单次快照”意味着该测量技术能够在短时间内（即单个快照中）完成吸收系数的测定，这对于实时监测和动态过程的追踪具有重要意义。同时，该研究强调了结构化光源照明在非接触式、宽场成像中的重要性，以及该技术对于皮肤组织成像特别是皮肤癌光动力疗法剂量优化的优势。 简而言之，本研究为光学成像领域带来了一种创新的技术方法，它将光学成像技术推向新的高度，通过结合空间频率域分析和多频MTF表征，为组织光学特性的快速准确测量提供了一种可能。该方法不仅具有实验验证的可行性，而且具有较高的实用价值，尤其是在医学成像和治疗规划方面具有潜在的应用前景。