Bayesilainen päättely kolmiulotteisessa diffuusissa optisessa tomografiassa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Major/Subject
Lääketieteellinen tekniikka
Mcode
Tfy-99
Degree programme
Language
fi
Pages
65
Series
Abstract
Työssä on toteutettu kolmiulotteinen rekonstruktio-ohjelma diffuusiin optiseen tomografiaan (DOT). Menetelmällä pystytään rekonstruoimaan kudoksen paikalliset optiset ominaisuudet pinnalta mitatun lähi-infrapunavalon avulla. Kuvattavia suureita ovat kudoksen kyky absorboida sekä sirottaa valoa. Absorptiokyvyn perusteella voidaan laskea hemoglobiinin konsentraatiomuutoksia kudoksessa. Valon etenemistä väliaineessa mallinnetaan säteilynkuljetusyhtälön diffuusioapproksimaatiolla (DA). DA on osittaisdifferentiaaliyhtälö, joka ratkaistaan elementtimenetelmällä. DOT:n käänteisongelman ratkaisuun käytetään bayesilaista päättelyä. Estimaattina optisille parametreille käytetään maximum a posteriori -estimaattia. Sen etsimiseen käytetään Gauss-Newton -algoritmia lisättynä neliöllisen sovituksen viivahaulla. Ohjelman toimintaa testattiin ainoastaan simuloiduilla mittausarvoilla. Sylinterin muotoisessa testikappaleessa oli yksi sirottava ja absorboiva, yksi pelkästään sirottava sekä yksi pelkästään absorboiva perturbaatio, jotka rekonstruktioitiin onnistuneesti. Ohjelman huolellisesta toteutuksesta huolimatta tuloksissa nähdään menetelmälle tyypillistä terävien reunojen tasoittumista. Absorptiokuvassa on myös sironnan ylikuulumista. Tämä aiheutuu siitä, että käänteisongelman ratkaisu ei ole yksikäsitteinen.Description
Supervisor
Meriläinen, PekkaThesis advisor
Somersalo, ErkkiNoponen, Tommi
Keywords
diffuse optical imaging, diffuusi optinen tomografia, Bayesian interference, bayesilainen päättely, inverse problem, käänteisongelma, optimisation, optimointi, finite element method, elementtimenetelmä