为了提高光学分子影像与计算机断层扫描(CT)影像的耦合图像质量, 基于自由曲面光学技术建立了光学分子影像与CT影像肿瘤病灶组织的自由曲面光学通道, 实现了双模态影像融合显示。采用肿瘤病灶组织的微进、多空间、多焦点自由曲面光学曲面镜头与成像面的设计方法, 建立双模态影像融合镜头与成像面的微分方程, 解出病灶组织自由曲面的光学曲面光焦度变化曲线。采用反求工程中的自由曲面光学重构技术, 对病灶组织自由曲面的光学通道曲面进行离散和重建, 提高了光学分子影像与CT影像双模态融合的图像质量。采用自由曲面光学通道技术融合显示光学分子影像与CT影像双模态影像的方法合理可行, 提高了融合影像信号的清晰度与信噪比