基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)斷層成像快速重建及熱療監(jiān)控初探.pdf

1、光學(xué)斷層成像技術(shù)（Optical Tomography）是一種以近紅外光作為光源的生物組織光學(xué)參數(shù)（如散射系數(shù)和吸收系數(shù)）成像技術(shù)，由于生物組織光學(xué)參數(shù)隱含了組織功能信息，所以它是一種組織功能性成像。該技術(shù)具有無損、實(shí)時在位和輕便等優(yōu)點(diǎn)，光學(xué)斷層成像技術(shù)逐步應(yīng)用于許多基礎(chǔ)研究中，是目前生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文采用基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行快速光學(xué)斷層成像，有效的克服了Jacobian矩陣的病態(tài)性，成像速度能夠

2、滿足臨床實(shí)時性要求，并將基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)斷層成像技術(shù)應(yīng)用于生物組織局部熱凝固治療的無損實(shí)時監(jiān)控實(shí)驗(yàn)中，得到了具有一定參考價值的結(jié)果。
　　 本文主要工作及創(chuàng)新性結(jié)論如下：
　　 1. 提出了基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解光學(xué)斷層成像逆向問題的優(yōu)化方法。該算法將復(fù)雜的多參數(shù)模型簡化為多個簡單的較少參數(shù)的模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，大大減少訓(xùn)練樣本的數(shù)量，有效的提高了圖像重建的速度。訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以準(zhǔn)確的識別生物組織模型的特異區(qū)域

3、位置和約化散射系數(shù)值；
　　 2.在并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)上，定義了平均光學(xué)參數(shù)，并通過正向模型的Femlab有限元軟件仿真驗(yàn)證了平均光學(xué)參數(shù)定義的正確性和可行性。
　　 3. 利用并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解光學(xué)斷層成像技術(shù)仿真特異區(qū)在受熱過程中約化散射系數(shù)的變化曲線，得到三個具有識別意義的拐點(diǎn)，驗(yàn)證了該技術(shù)對腫瘤熱凝固過程無損監(jiān)測的可行性。仿真分析了訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)具有一定的容錯性和外推能力。該部分工作還有待進(jìn)一步的研究；