基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)CT圖像重建技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、光學(xué)CT作為一種新成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)上已逐步引起重視。該技術(shù)使用近紅外光進(jìn)行成像，對(duì)生物組織具有無(wú)損傷且具有其它成像方法所沒(méi)有的一些優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)光學(xué)CT技術(shù)目前成像速度較慢，難以實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用的缺點(diǎn)，本文采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行快速光學(xué)CT圖像重建，將光學(xué)CT圖像重建問(wèn)題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問(wèn)題來(lái)求解，從而達(dá)到快速生物組織如腦，乳腺等光學(xué)參數(shù)分布圖像重建的目的。 論文首先介紹了光在組織中的傳播理論，闡述了光學(xué)CT成像的正向問(wèn)題和逆向問(wèn)題。在進(jìn)

2、行圖像重建研究時(shí)，運(yùn)用FEMLAB軟件建立正向模型，得到大量仿真數(shù)據(jù)，為BP網(wǎng)絡(luò)提供訓(xùn)練樣本。然后基于正向模型建立求解光學(xué)CT逆向問(wèn)題的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，把逆向問(wèn)題的求解轉(zhuǎn)化為一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)儀器測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)差優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行光學(xué)參數(shù)的優(yōu)化。采用一種基于Levenberg-Marquardt優(yōu)化算法的改進(jìn)型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法來(lái)解決逆向問(wèn)題。通過(guò)交互檢驗(yàn)法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，經(jīng)過(guò)多次訓(xùn)練和參數(shù)調(diào)整，成功得到有效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和重構(gòu)

3、結(jié)果，完成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像重建過(guò)程。最后通過(guò)模擬膠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于BP網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)CT參數(shù)重構(gòu)結(jié)果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光學(xué)參數(shù)分布的圖像重建。從理論仿真結(jié)果與模擬膠實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，確認(rèn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像重建技術(shù)的可行性。 論文實(shí)現(xiàn)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)CT圖像重建方法，能夠快速進(jìn)行光學(xué)參數(shù)圖像重建，重建結(jié)果理想。本文的圖像重建方法為以后光學(xué)CT圖像重建的深入研究打下了基礎(chǔ)，具有重要的參考意義，這種原始性創(chuàng)新的圖像重建方法也為其他成像理論提供了新的