در سال های اخیر تصویر برداری nirs جای خود را بین تصویر برداری های پزشکی باز کرده است. هزینه کم، غیر تهاجمی بودن و امکان بررسی عملکرد بافت ها، این تصویر برداری را به عنوان یکی از مناسب ترین روش ها در تصویر برداری از سینه، سر و پروستات تبدیل کرده است. برای تشکیل تصویر nirs نیاز به حل مسئله مستقیم و معکوس است. منظور از مسئله مستقیم، مدل سازی و بررسی انتشار نور در داخل محیط است و مسئله معکوس به معنی بازسازی ویژگی های نوری محیط به وسیله داده های گرفته شده از گیرنده ها می باشد. جهت حل مسئله مستقیم از مدل پخش برای مدل سازی انتشار نور در بافت استفاده شده و همچنین روش المان محدود برای حل معادله پخش مورد استفاده قرار گرفته است. حل مسئله معکوس نهایتاً به حل یک مسئله مینیمم سازی می انجامد. در این پایان نامه این مسئله به روش تیخونوف حل شده است. همچنین با بهبود ماتریس ضرایب در فرایند مینیمم سازی، روش سریعی را جهت بازسازی ویژگی های نوری محیط ارائه نموده ایم.