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微循环水平的血流负责向组织输送氧气和营养物以及代谢副产物的清除，组织血流测量可以为许多血管或细胞疾病的诊断和治疗提供关键信息。血流速度作为组织血流测量中的重要指标，对其无创连续检测在临床诊断和治疗方面有重要意义。
扩散相关光谱法(diffuse correlation spectroscopy, DCS)是一种无创检测组织相对深层血流变化的近红外检测方法。它不仅可以实现对深层组织信息的探测，而且操作简单，可实现对组织血流的定量计算。DCS拓扑成像系统通过多源多探的测量得到各源探通道下的光强时间自相关曲线，经过拟合算法重建出组织血流图像，以提供组织的新陈代谢信息和功能异质性。
目前大多数DCS成像系统使用市场上的数字相关器作为模块，其大多是进口产品，价格昂贵，而且延时时间和通道位数固定，灵活性差。为了克服上述局限性，本文发展了一种基于软件相关器的多通道DCS拓扑成像系统。系统主要包括长相干激光器、光纤传输与探测部分、光子相关器和计算机。系统通过光开关切换实现了12个光源通道和12个探测通道的光强时间自相关函数的测量，进而得到各个采样点的光强时间自相关曲线。
随后，本文在基于相关扩散方程(correlation diffusion equation, CDE)和蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)方法的两种模型下，对相关曲线的拟合算法进行了探讨。基于CDE解析解的约束非线性优化算法将半无限空间条件下解析解与实验测得的相关曲线实现最佳匹配，以获得血流指数(blood flow index, BFI)，其算法简单，收敛速度平均。N阶线性算法不寻求CDE的解，将相关函数的积分形式泰勒展开成N阶多项式，迭代求解出血流指数，其在复杂边界的组织更有优势。
为了验证系统性能，本文设计了动态仿体并进行了一系列拓扑成像实验。实验结果表明，系统可以分辨液体介质的不同流速，可重建出液体流速分布的二维图像，对流速目标体有较好的定位能力。
扩散相关光谱法(diffuse correlation spectroscopy, DCS)是一种无创检测组织相对深层血流变化的近红外检测方法。它不仅可以实现对深层组织信息的探测，而且操作简单，可实现对组织血流的定量计算。DCS拓扑成像系统通过多源多探的测量得到各源探通道下的光强时间自相关曲线，经过拟合算法重建出组织血流图像，以提供组织的新陈代谢信息和功能异质性。
目前大多数DCS成像系统使用市场上的数字相关器作为模块，其大多是进口产品，价格昂贵，而且延时时间和通道位数固定，灵活性差。为了克服上述局限性，本文发展了一种基于软件相关器的多通道DCS拓扑成像系统。系统主要包括长相干激光器、光纤传输与探测部分、光子相关器和计算机。系统通过光开关切换实现了12个光源通道和12个探测通道的光强时间自相关函数的测量，进而得到各个采样点的光强时间自相关曲线。
随后，本文在基于相关扩散方程(correlation diffusion equation, CDE)和蒙特卡洛(Monte Carlo, MC)方法的两种模型下，对相关曲线的拟合算法进行了探讨。基于CDE解析解的约束非线性优化算法将半无限空间条件下解析解与实验测得的相关曲线实现最佳匹配，以获得血流指数(blood flow index, BFI)，其算法简单，收敛速度平均。N阶线性算法不寻求CDE的解，将相关函数的积分形式泰勒展开成N阶多项式，迭代求解出血流指数，其在复杂边界的组织更有优势。
为了验证系统性能，本文设计了动态仿体并进行了一系列拓扑成像实验。实验结果表明，系统可以分辨液体介质的不同流速，可重建出液体流速分布的二维图像，对流速目标体有较好的定位能力。