近红外漫射光相关断层成像技术（DCT）是一种基于光场时间自相关原理的新型生物组织血流成像方法；传统的微分方程解析方法和有限元方法不能体现被测组织的几何形态或不能充分地利用光学数据，影响成像质量。本文提出了一种基于逐次线性迭代的DCT成像技术，目的是结合硬件的优化来获得精确和稳定的血流图像。

我们将光场自相关的积分表达式与泰勒级数相结合，获得N阶逐次线性迭代的求解模型（NL模型）和建立全变分（TV）最小值的目标函数，并利用Split-Bregman进行图像重建的计算。此外，我们使用光开关分时共享硬件的光源（S）和探测器（D），并将S-D光纤在被测组织的表面分布进行优化设计，这些硬件优化方式可以增加探测数量和减低系数矩阵的病态性。我们也设计接触或非接触的光纤探头来采集光场自相关数据。在仿体实验方面，我们搭建了微血管系统的实验装置，用固态仿体和流动泵驱动的液态仿体来模拟临床的低血流和高血流，从而对DCT系统（包括设备和算法）进行定量评估。

计算机仿真和仿体实验均证实了NL模型在DCT血流成像方面的有效性，表现为可以精确地重建目标组织的位置、尺寸和异质体的血流对比度；获得的血流值与泵的流速也具有非常好的线性关系。进一步，我们也将开发的血流成像技术应用于乳腺肿瘤、头部及腿部测量，观察到了肿瘤引起的高血流和缺血组织内的低血流，这些结果与临床的期望一致。

基于逐次线性迭代的成像算法和硬件优化方式很大程度地提高了DCT血流重建的质量，在今后多种疾病的诊断和治疗评估中有重要潜力。