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

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

2、滿足臨床實時性要求，并將基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡的光學斷層成像技術應用于生物組織局部熱凝固治療的無損實時監(jiān)控實驗中，得到了具有一定參考價值的結果。
　　 本文主要工作及創(chuàng)新性結論如下：
　　 1. 提出了基于并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡求解光學斷層成像逆向問題的優(yōu)化方法。該算法將復雜的多參數(shù)模型簡化為多個簡單的較少參數(shù)的模型進行實現(xiàn)，大大減少訓練樣本的數(shù)量，有效的提高了圖像重建的速度。訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡可以準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)絡的實現(xiàn)上，定義了平均光學參數(shù)，并通過正向模型的Femlab有限元軟件仿真驗證了平均光學參數(shù)定義的正確性和可行性。
　　 3. 利用并行BP神經(jīng)網(wǎng)絡求解光學斷層成像技術仿真特異區(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，驗證了該技術對腫瘤熱凝固過程無損監(jiān)測的可行性。仿真分析了訓練的網(wǎng)絡具有一定的容錯性和外推能力。該部分工作還有待進一步的研究；