提高頻域逆蒙特卡洛光學(xué)參數(shù)重構(gòu)效率和精度的方法研究.pdf

1、頻域近紅外漫射光測(cè)量是實(shí)現(xiàn)早期宮頸癌診斷的新技術(shù)。近紅外診斷方法采用600-900nm的探測(cè)光源,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體生理信息的無(wú)創(chuàng)診斷。直至現(xiàn)在,頻域系統(tǒng)還是內(nèi)窺式檢測(cè)早期宮頸癌變的典型近紅外系統(tǒng)。
　　 考慮到宮頸組織的特殊形狀及其較大的光學(xué)參數(shù)范圍,選取蒙特卡洛模型(Monte Carlo,MC)作為光在組織體傳播的正向模型。本文針對(duì)宮頸組織的光學(xué)參數(shù)(吸收系數(shù)μa和散射系數(shù)μs)重構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行了研究。改進(jìn)了逆蒙特卡洛重構(gòu)技術(shù)的效率

2、和精度。通過(guò)建立一定光學(xué)參數(shù)范圍內(nèi)的正向MC模擬頻域信息數(shù)據(jù)庫(kù),并使用二元多項(xiàng)式回歸方法對(duì)已知的頻域信息進(jìn)行曲面擬合,實(shí)現(xiàn)在逆問(wèn)題的迭代中快速獲得任意光學(xué)參數(shù)下的頻域信息。在逆問(wèn)題中,應(yīng)用L-M最優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)光學(xué)參數(shù)重構(gòu),通過(guò)分析初值選取與重構(gòu)結(jié)果的關(guān)系,引入聚類(lèi)方法來(lái)確定其迭代初值,克服L-M算法的局部?jī)?yōu)化特性。并進(jìn)行了相關(guān)的模擬驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 模擬驗(yàn)證結(jié)果表明,采用本文的逆蒙特卡洛重構(gòu)技術(shù),在宮頸組織光學(xué)參數(shù)范圍內(nèi),