生物切伦科夫光学成像技术有望成为早期发现癌变组织的重要手段。本文基于Geant4蒙特卡罗粒子输运软件开展生物切伦科夫光成像模拟与图像重建研究，为发展生物切伦科夫光学成像技术和推进其应用于临床癌前诊断奠定基础。
论文基于Geant4蒙特卡罗粒子输运软件，建立了模拟电子（或正电子）在人体组织中产生切伦科夫辐射、切伦科夫光在组织中传输及由图像探测器接收切伦科夫光等物理过程的成像模型。通过数值模拟获得了多种能量电子面源切伦科夫光图像和相应电子点源切伦科夫光图像（点扩散函数），利用所获图像和点扩散函数进行了基于R-L算法的和维纳滤波算法的源区图像重建，结果表明，随着人体组织厚度由厚变薄，重建出的原图像与原始电子源图像符合得越来越好，而基于R-L算法的重建效果更好。图像重建中考虑到探测器对成像的干扰，引入了统计噪声对成像的影响，重建依然得到实现。由图像重建成功实现得出这样的推断：通过电子切伦科夫光图像能够确定出电子的发射位置。也就是说，当电子（或正电子）是由对人体组织中有超强癌细胞亲和力的放射性药发射出来时，则又可进一步确定癌细胞位置。
论文还就移波剂对切伦科夫光学成像的作用进行研究。由于组织光谱吸收系数在紫端远大于红端，且切伦科夫辐射光中产额较高是短波长的紫光和蓝光，故实际应用中可考虑使用稀土纳米微粒等移波剂转移切伦科夫光至红光及红外光波段，这样就可以大大提高切伦科夫光的组织穿透性而获得理想的成像效果。
本论文研究表明，切伦科夫光学成像对于人体浅层组织（如甲状腺、乳腺等）的肿瘤组织成像具有重要指导意义，对于癌症早期诊断和治疗具有实际参考价值。