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近红外光早期宫颈癌诊断的频域逆蒙特卡洛光学参量重构研究
  • ISSN号:1004-4213
  • 期刊名称:《光子学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q682[生物学—生物物理学] R318.5[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(60578008)和973计划(2006CB705700)资助
中文摘要:

研究了基于时域蒙特卡洛模拟的频域信息提取方法、光学参量反演方法和提高反演速度的措施.提出了利用离散傅立叶变换(传统法)和改进法两种提取频域信号幅值相位的方法.通过建立一定散射系数范围内的正向MC模拟数据库、采用拟合方法以及利用朗伯-比尔定理,解决了光学参量反演中快速获得MC模拟结果的问题.模拟实验结果表明:改进法无论在反演准确度还是计算时间上均优于传统法,当其中一个参量不变时,散射系数的反演相对误差小于±6%,吸收系数的反演相对误差小于±10%;当吸收和散射系数同时变化时(30〈μs〈100cm^-1,0.2〈μs〈0.50cm^-1),两个参量反演相对误差在±10%以内.采用快速反演技术重构一组光学参量所需要的计算时间小于1分钟.

英文摘要:

Measurement of near infrared diffuse light on frequency domain is a new technology for the diagnosis of early cervical cancer. Concerning the structure of the cervix,Monte-Carlo simulation (MC) has to be adopted for describing the photon migration in tissue. This article deals with the optical property reconstruction based on MC,especially with the extraction of frequency domain information from the timedomain MC and the retrenchment of the reconstruction time. In extracting the frequency domain information, in addition to the traditional discrete Fourier Transform method, an improved method is developed for reducing the reconstruction error. In order to shorten the computation time, MC simulation databases under a range of scattering coefficients were pre-built and combined with Lagrange interpolation and Lambert-Beer's Law for rapidly obtaining the MC simulation in any optical properties. Reconstruction results from simulated data showed that the improved method has the advantages over the traditional one in both the reconstruction accuracy and computation time. The relative error in reconstruction of scattering coefficient and absorption coefficient is less than ± 10%. With the rapid reconstruction strategy developed in this article the computation time for reconstructing one set of the optical properties is less than lmin.

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期刊信息
  • 《光子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 西安光机所
  • 主编:侯洵
  • 地址:西安市高新区新型工业园信息大道17号47分箱
  • 邮编:710119
  • 邮箱:photo@opt.cn
  • 电话:029-88887564
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4213
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1235/O4
  • 邮发代号:52-105
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,曾获中国光学学会先进期刊奖,中国科学院优秀期刊三等奖,陕西省国防期刊一等奖等
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:20700