An　image　reconstruction　regularization　approach　for　magnetic　resonance　imaging-guided　near-infrared　spectral　tomography　has　been　developed　to　improve　quantification　of　total　hemoglobin　(HbT)　and　water.　By　combining　prior　information　from　dynamic　contrast　enhanced　(DCE)　and　diffusion　weighted　(DW)　MR　images,　the　absolute　bias　errors　of　HbT　and　water　in　the　tumor　were　reduced　by　22%　and　18%,　21%　and　6%,　and　10%　and　11%,　compared　to　that　in　the　no-prior,　DCE-　or　DW-guided　reconstructed　images　in　three-dimensional　simulations,　respectively.　In　addition,　the　apparent　contrast　values　of　HbT　and　water　were　increased　in　patient　image　reconstruction　from　1.4　and　1.4　(DCE)　or　1.8　and　1.4　(DW)　to　4.6　and　1.6.　(C)　The　Authors.　Published　by　SPIE　under　a　Creative　Commons　Attribution　3.0　Unported　License.