基于像素-区域三向扫描的Mamba荧光断层成像系统技术方案

本发明专利技术涉及光学分子影像技术领域，具体涉及一种基于像素和区域集成的层次化Mamba（PR3SM）与三向扫描（Tri‑scan）机制的荧光分子断层成像三维重建系统、方法及装置。针对目前如何有效地捕捉荧光信号的全局和局部空间特征、如何准确建模荧光探针的径向聚集和扩散模式以及如何实现自适应的损失函数以提升重建精度的问题，本发明专利技术基于像素‑区域集成的分层三向扫描Mamba荧光分子断层重建系统，通过引入Mamba模型提高重建精度，通过分层PR‑Mamba模块结合像素级SSM和区域级SSM增强特征建模能力，通过三向扫描机制融合前向、后向和螺旋中心扫描模式，有效捕捉荧光团分布模式；自适应结构感知损失函数综合均方误差和局部结构相似性损失，提升损失函数适配性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学分子影像，具体涉及一种基于像素和区域集成的层次化mamba（pr3sm）与三向扫描（tri-scan）机制的荧光分子断层成像三维重建系统、方法及装置。

技术介绍

1、荧光分子断层成像（fmt）是一种高灵敏度的光学分子影像技术，广泛应用于小动物肿瘤模型的早期检测和治疗评估。然而，fmt成像存在深度分辨率低、空间分辨率不足等问题，主要源于生物组织内光子的强散射效应和逆问题的病态性。传统重建方法如基于l1/l2范数的迭代算法和卷积神经网络（cnn）受限于局部感受野，难以建模长程依赖；而基于transformer的方法虽能捕获全局特征，但计算复杂度高，难以处理高分辨率数据。

2、近年来，状态空间模型（state space model，ssm）中的mamba架构因其线性计算复杂度和长序列建模能力，在视觉任务中展现出优势。然而，现有技术尚未将其应用于fmt重建。因此，亟需一种结合局部像素级特征和全局区域级特征的高效重建系统，以提升荧光目标的深度分辨率和空间定位精度。

技术实现思路</p>

1、1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于像素-区域三向扫描的Mamba荧光断层成像系统，其特征在于：所述系统采用4阶多尺度编码器-解码器U型架构；

2.根据权利要求1所述的基于像素-区域三向扫描的Mamba荧光断层成像系统的荧光分子断层重建方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的荧光分子断层重建方法，其特征在于：所述自适应结构感知损失函数包含均方误差函数以及局部结构相似性损失函数。

4.根据权利要求2所述的荧光分子断层重建方法，其特征在于：所述自适应结构感知损失函数构建的方法是：首先，自动调整局部结构相似性损失的计算区域；然后，确保在不同的重建场景中动态平衡均方误差...

【技术特征摘要】

1.基于像素-区域三向扫描的mamba荧光断层成像系统，其特征在于：所述系统采用4阶多尺度编码器-解码器u型架构；

2.根据权利要求1所述的基于像素-区域三向扫描的mamba荧光断层成像系统的荧光分子断层重建方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的荧光分子断层重建方法，其特征在于：所述自适应结构感知损失函数包含均方误差函数以及局部结构相似性损失函数。

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，赵赫阳，王文剑，梁吉业，陈如豪，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：