生物发光断层成像（bioluminescence tomography,BLT）是一种重要的分子影像学的成像方式,它使用CCD相机采集生物体表面的光子能量密度数据,结合光在生物体内的传播模型,可以重建生物体内的光源分布。作为一种高灵敏非侵入式的成像技术,它可发展为疾病发展早期的检测和诊断手段。同时,它也可用于药物研发、疗效评估等领域,可以降低药物研发成本、缩短研发周期,在生物医学及预临床研究中都具有广泛的应用前景。目前对于生物发光断层成像问题的研究多集中于传输模型的建立和重建算法及应用开发等方面,其中重建算法是推动该影像技术发展的关键。但由于BLT逆问题具有严重的不适定性,导致重建过程对模型误差、离散误差、和图像采集过程中难以避免的噪声等非常敏感。为减小重建问题的不适定性,提高后续重建的稳定性和准确性,本文从BLT系统方程的两边分析,分别对基于有限元分析获得的系统矩阵以及成像系统采集到的多光谱测量进行预处理,提出了两种预处理策略:（1）对离散后得到的系数矩阵A进行奇异值分解会发现A的奇异值逐渐趋于零,A的条件数很大,为此,我们采用截断奇异值分解预处理策略去除系数矩阵中容易造成明显误差的较小奇异值,重新构建新的系数矩阵,并在此基础上结合稀疏重构算法进行光源重建,对比研究表明,该预处理策略具有广泛的适用性和有效性。（2）考虑到在实验操作过程中,因为生物体的放置位置不同、成像系统自身的特性导致的系统误差和测量噪声,本文使用光强对数比值法做预处理,即将实验将获取到的多个近红外光谱段的数据求取对数再做比值,以减少重建问题的病态性,减小实验误差。从仿真实验结果可以看出该预处理策略可以有效降低逆问题的病态性。