完善小鼠体内扩散光子密度波传输规律与层析成像理论，特别是在整体小动物复杂的结构与边界条件下的传输规律；研究在体光学层析分子成像的数据处理与可视化方法，包括数据的压缩传输技术与优化存储策略，几何配准、时基对准、数据拼接、去漂移、运动模糊补偿和交互信息可视化技术；研究层析分子成像信号的三维重建机理，以及运动模糊与失焦模糊的恢复重建模型；建立和发展空间、时间分辨率更高，测量范围更大（从微米到几厘米），检

针对目前小动物在体光学分子层析分子成像存在的许多理论与技术问题,本研究在光学理论上完成了类生物组织的基于空间分辨的后向散射模式的有效近似方法研究, 分析了上述光束中光谱横向离散效应和群延时色散效应对脉宽的影响机制；揭示了各光束中脉冲展宽机制上的联系和区别。在此基础上构建了一套用于小动物整体成像的扩散荧光分子平面成像系统, 搭建了一套扩散光学（DOT）和CT组合的成像系统，同时完成了Caspase、MMP、BACE活性的FRET探针的制备，结合这些荧光探针，实现了这些蛋白活性的在体检测, 本研究为小动物的光学分子层析成像提供了新的理论与技术。通过本项目的研究，已发表SCI期刊论文12篇，合计IF为25.9；获发明专利1项，实用新型专利1项；正受理发明专利2项。