بهينه ​سازي سامانه چينش اپتيكي در تصويربرداري فلورسنت مولكولي جهت بهبود دقت مرحله بازسازي از طريق محاسبه ماتريس ژاكوبين

Optimization of optical arrangement for fluorescent molecular imaging to improve the accuracy of the reconstruction by calculating the jacobian matrix

مقدمه: توموگرافي فلورسنت مولكولي يك روش تصويربرداري از حيوانات كوچك است و امكان مشاهدۀ سه‌بُعدي توزيع فلورسنت را فراهم مي‌كند. اما به‌دليل غالب بودن پديدۀ پراكندگي در بافت‌هاي بيولوژيك، بخش زيادي از اطلاعات از دست مي‌رود. از دست دادن بخشي از اطلاعات منجر به ايجاد مسئلۀ ill posed در مرحلۀ بازسازي و كاهش دقت بازسازي مي‌شود. در اين تحقيق نشان داده مي‌شود مسئلۀ ill posed بودن بازسازي تا حد زيادي مي‌تواند از طريق بهينه‌سازي هندسۀ منبع- آشكارساز بهبود يابد. روش بررسي: ابتدا طي يك مطالعۀ شبيه‌سازي با نرم‌افزار NIRFAST با استفاده از يك الگوريتم بهينه‌سازي و با كاربرد Curvature Parameter تابع جمعي حساسيت، هندسۀ بهينۀ آشكارسازي تعيين شد. جهت مقايسه با پارامتر CP، پارامتر ديگري تحت عنوان Total Variation محاسبه شد. سپس يك سيستم تصويربرداري فلورسنت مولكولي با چينش ويژه طراحي شد. در‌نهايت، طي يك مطالعۀ تجربي كيفيت تصاوير بازسازي‌شده در دو هندسۀ بهينه و مرجع با استفاده از سه پارامتر MSE, SNR, AUC of ROC مورد بررسي قرارگرفته است. يافته‌ها: مقادير دو پارامتر u و TV به‌ترتيب در هندسۀ بهينه 2/38 و 100/66و در هندسۀ مرجع 30/54 و1260 مي‌باشد. مقادير سه پارامتر AUC of ROC , SNR , MSE در هندسۀ بهينه به‌ترتيب 4-10 × 35/. ، 26/7 ، 98/. و در هندسۀ مرجع 4-10 × 1/74 ، 23/82 ، 97/. است كه مطابق با بررسي‌هاي آماري انجام‌شده در دو هندسۀ مذكور، تفاوت معني‌داري مشاهده شد (p<0/05). نتيجه‌گيري: هندسۀ بهينه‌شده توسط الگوريتم بهينه‌سازي موجب ارتقاء دقت بازسازي مي‌شود.

فاقد چكيده لاتين