荧光分子断层成像和X射线断层成像组合成的双模式成像技术（FMT-XCT）可以无损地获取小动物体内荧光标记物的三维分布情况，因此在各种生理和病理研究中具有重要作用。

然而受到CCD动态范围的限制，当生物组织内部的荧光信号存在较大的浓度差异时，采集到的图像的动态范围和信噪比都受到严重制约，进而极大的降低了FMT-XCT的定位和定量性能。

针对这些问题，生物医学光子学功能实验室骆清铭教授团队提出了一种高动态范围（HDR）的荧光分子成像方法。该方法基于多曝光原理，利用不同曝光量下的多幅低动态图像构建用于FMT图像重建的高动态范围的荧光投影图像。并且在图像重建过程中使用迭代再权重的L1正则化方法，保证了在使用较少的HDR荧光投影图的情况下，仍然对边界伪影具有较高的抑制作用。仿体和在体实验均表明，该方法可以有效提升对荧光信号的定位能力，同时保持了较高的定量精度。

2016年8月19日，相应的研究成果“针对于具有较大浓度差异荧光标记物的高动态荧光分子成像方法(High-dynamic-range fluorescence molecular tomography for imaging of fluorescent targets with large concentration differences)”被OSA旗下期刊Optics Express在线发表(Vol. 24, Issue 17, pp. 19920-19933 (2016))。该研究受到重大研究发展计划(2016YFA0201403)、国家创新研究群体科学基金(61421064)、自然科学基金(91442201, 61078072) 和中央高校基本科研业务费专项资金 (0118187124) 资助支持。

(论文链接https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-24-17-19920)

图1 荷瘤小鼠重建结果比较 (a) 整体荧光成像结果. (b) 整体荧光图像和白光图融合结果。肿瘤使用T1和T2标注。(c) 小鼠的3D结果，肿瘤位置使用白色虚线标注，两条虚线之间为FMT重建区域。(d)–(f) 曝光时间分别为0.5，1.5和2.5 s的低动态荧光投影图的FMT重建结果 (g) HDR-FMT重建结果。 (h) 通过肿瘤位置的FMT和XCT的斜截面融合图像.(i) 低动态和高动态投影图重建结果对应的斜截面处的绿色线处的强度分布比较。 [D （背侧）, V （腹侧）, Cr （头侧）, Cd （尾侧）, L（左侧）, R （右侧）]