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切伦科夫荧光成像（Cerenkovluminescence imaging，CLI）作为一种新颖的光学分子成像技术，其拥有大量临床批准的放射性核素探针并且运用传统光学成像设备-电子倍增电荷耦合器件（electronic multiplycharge coupled device，EMCCD）相机就可以捕获信号，因而受到了研究者的广泛关注。然而切伦科夫光拥有极低的荧光产额及很强的生物组织吸收率与散射率（光谱分布在紫外及蓝光波段），通常需要3-5分钟的曝光时间才能探测到信号，其对暗环境的严苛要求限制了其临床转化应用。 本文针对CLI成像信号强度低及信噪比差等问题，提出了一种基于全贴合增感屏的辐射发光成像模式（painted-fullaminationradioluminescence imaging，PRLI），利用硫氧化钆（Gd2O2S:Tb）闪烁体材料来增强信号并通过可以全贴合小鼠表面的增感屏来提高信噪比，经过较为详尽的实验验证了此假设，并在此基础上了进行了动态成像方面的研究。研究内容主要包括： 1）针对传统CLI中由于超长的曝光时间导致的强脉冲噪声，提出一种时域中值滤波方法对其进行去除，从而提高CLI图像的质量。 2）提出一种PRLI成像模式，为了验证PRLI的成像效果，将其与传统的CLI和目前综合效果最理想的基于柔性增感屏的辐射发光成像（flexible radioluminescence imaging，FRLI）进行了仿体和活体肿瘤模型的实验，包括成像分辨率、信号对于核素活度的线性度、增感屏均匀度、不同深度下信号增强效率及活体乳腺癌肿瘤模型信噪比等方面的对比研究，结果显示了PRLI相对较好的综合成像效果，信号强度相比CLI提升了40-50倍，活体肿瘤模型的信噪比相比CLI的1.013和FRLI的1.173提高到了1.559，可以更加清楚的辨别出肿瘤的位置。 3）针对传统CLI在动态成像中时间分辨率较低的缺点，本文在PRLI基础上进行了肿瘤动态监测方面的研究。首先根据白光图像的肿瘤轮廓手动选取感兴趣区域（region of interest，ROI）得到了肿瘤区域及背景区域的时间活度曲线（time-activity curves，TAC）并进行了与其他研究结果的横向对比。将混合凸分析-房室模型（convex analysis of mixtures-compartment modeling，CAM-CM）方法应用到PRLI动态成像中，利用肿瘤与背景TAC的特征差异并通过聚类原理将肿瘤与背景分离，实现了非监督提取和分离肿瘤信号及TAC的自动获取。