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基于并行BP神经网络的近红外光断层图像重建方法基础研究
  • ISSN号:1007-5461
  • 期刊名称:《量子电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O242.2[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学生物医学工程系,江苏南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(30671997)
中文摘要:

提出一种基于并行BP神经网络的近红外光断层成像(Near-infrared optical tomography,NIROT)图像重建算法,利用BP神经网络来表征生物组织内部光学参数的空间分布和边界光强之间的非线性映射关系。该方法将一个复杂的模型分解成简单的模型分别建立并行的神经网络。利用Femlab软件完成基于有限元的稳态扩散方程的两个简单模型的正向问题求解,根据提出的平均优化散射系数和正向问题训练的大量数据集合,建立并训练并行神经网络,通过对两个网络结果的分析,实现快速获得更复杂模型的光学参数的重构。算法能够快速识别特异组织的位置和准确反映热疗过程中生物组织的优化散射系数的变化趋势。

英文摘要:

An image reconstruction approach for near-infrared optical tomography (NIR OT) based on a parallel neural network is presented. The parallel BP neural network is used to distinguish the nonlinear relationship between the spatial location of tumor and light intensity around the boundary of tissue. The method turns a complicated model into two simpler ones to build two parallel BP neural networks. The steady state diffusion equation of the two simple models is solved by Femlab software. The inverse problem is solved as optimization problem by Levenberg-Marquardt algorithm. The concept of the average optical coefficient is proposed, which is helpful to understand the distribution of the scattering photon from tumor. The reconstruction can be obtained by the trained network. The fast reconstruction of tissue optical properties and provided reconstruction of OT with a new method can be realized by proposed algorithm.

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期刊信息
  • 《量子电子学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会基础光学专业委员会 中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 主编:龚知本
  • 地址:合肥1125号信箱
  • 邮编:230031
  • 邮箱:lk@aiofm.ac.cn
  • 电话:0551-5591564
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-5461
  • 国内统一刊号:ISSN:34-1163/TN
  • 邮发代号:26-89
  • 获奖情况:
  • 1997年获“中国光学期刊”二等奖,1994年评比华东地区优秀期刊三等奖,1998年评为安徽省优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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:4844