基于無監(jiān)督聚類的切倫科夫發(fā)光斷層成像算法研究
發(fā)布時間:2023-08-06 08:06
切倫科夫發(fā)光斷層成像(Cerenkov Luminescence Tomography,CLT)技術(shù)是近年來新興的光學(xué)分子影像技術(shù)之一。CLT技術(shù)基于切倫科夫輻射進行成像,但切倫科夫輻射并非同位素衰變的直接產(chǎn)物,導(dǎo)致其強度值很低,且在生物組織中傳輸過程復(fù)雜,這些因素導(dǎo)致重建過程較為困難,重建位置與真實目標(biāo)存在偏差,因此在大范圍臨床應(yīng)用中受到了限制。本文使用無監(jiān)督聚類方法,針對CLT技術(shù)所面臨的單視圖重建困難,以及重建結(jié)果存在偽影與噪聲這兩大問題進行了一定的探討與研究,具體工作如下:(1)針對單視圖CLT重建困難,重建精度較差這一問題,提出了一種新型CLT重建框架。該框架基于模糊C均值聚類算法和迭代收縮可行域策略,以每一次的重建節(jié)點能量值作為聚類特征值,將每一次的重建結(jié)果進行聚類,保留光源信息,去除無用信息,將其作為下一次的目標(biāo)可行區(qū)域。在文中設(shè)計進行了多種模擬實驗與真實仿體實驗,證明了該方法的可靠性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,可以有效提升單視圖重建的質(zhì)量。(2)針對CLT重建結(jié)果中存在偽影與噪聲的問題,提出了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CLT處理方法。該方法應(yīng)用自動編碼器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),結(jié)合模糊數(shù)集合概念與...
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光學(xué)分子影像技術(shù)及其發(fā)展
1.2.1 光在生物組織中的傳輸過程
1.2.2 光學(xué)分子影像技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作與章節(jié)安排
第二章 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)
2.1 引言
2.2 切倫科夫輻射的產(chǎn)生機理及其特性
2.3 切倫科夫發(fā)光成像的研究現(xiàn)狀
2.4 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)的發(fā)展
2.5 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)的數(shù)學(xué)原理
2.5.1 輻射傳輸方程與擴散近似
2.5.2 重建過程
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于模糊C均值聚類的新型單視圖切倫科夫發(fā)光斷層成像方法
3.1 引言
3.2 結(jié)合FCM聚類的可行域迭代收縮算法
3.2.1 模糊C均值算法
3.2.2 基于FCM聚類的CLT重建框架
3.3 實驗與結(jié)果分析
3.3.1 非勻質(zhì)圓柱體模擬實驗
3.3.2 物理實驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的切倫科夫發(fā)光斷層成像結(jié)果處理方法
4.1 引言
4.2 理論與方法
4.2.1 重建結(jié)果處理方法流程
4.2.2 數(shù)據(jù)處理
4.2.3 特征提取
4.2.4 聚類
4.3 實驗與結(jié)果分析
4.3.1 數(shù)字鼠模擬實驗
4.3.2 物理仿體實驗
4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號:3839376
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光學(xué)分子影像技術(shù)及其發(fā)展
1.2.1 光在生物組織中的傳輸過程
1.2.2 光學(xué)分子影像技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作與章節(jié)安排
第二章 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)
2.1 引言
2.2 切倫科夫輻射的產(chǎn)生機理及其特性
2.3 切倫科夫發(fā)光成像的研究現(xiàn)狀
2.4 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)的發(fā)展
2.5 切倫科夫發(fā)光斷層成像技術(shù)的數(shù)學(xué)原理
2.5.1 輻射傳輸方程與擴散近似
2.5.2 重建過程
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于模糊C均值聚類的新型單視圖切倫科夫發(fā)光斷層成像方法
3.1 引言
3.2 結(jié)合FCM聚類的可行域迭代收縮算法
3.2.1 模糊C均值算法
3.2.2 基于FCM聚類的CLT重建框架
3.3 實驗與結(jié)果分析
3.3.1 非勻質(zhì)圓柱體模擬實驗
3.3.2 物理實驗
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的切倫科夫發(fā)光斷層成像結(jié)果處理方法
4.1 引言
4.2 理論與方法
4.2.1 重建結(jié)果處理方法流程
4.2.2 數(shù)據(jù)處理
4.2.3 特征提取
4.2.4 聚類
4.3 實驗與結(jié)果分析
4.3.1 數(shù)字鼠模擬實驗
4.3.2 物理仿體實驗
4.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號:3839376
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