بهینه​سازی سامانۀ چینش اپتیکی در تصویربرداری فلورسنت مولکولی جهت بهبود دقت مرحلۀ بازسازی از طریق محاسبۀ ماتریس ژاکوبین

مقدمه: توموگرافی فلورسنت مولکولی یک روش تصویربرداری از حیوانات کوچک است و امکان مشاهدۀ سه بُعدی توزیع فلورسنت را فراهم می کند. اما به دلیل غالب بودن پدیدۀ پراکندگی در بافت های بیولوژیک، بخش زیادی از اطلاعات از دست می رود. از دست دادن بخشی از اطلاعات منجر به ایجاد مسئلۀ ill posed در مرحلۀ بازسازی و کاهش دقت بازسازی می شود. در این تحقیق نشان داده می شود مسئلۀ ill posed بودن بازسازی تا حد زیادی می تواند از طریق بهینه سازی هندسۀ منبع- آشکارساز بهبود یابد. روش بررسی: ابتدا طی یک مطالعۀ شبیه سازی با نرم افزار nirfast با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی و با کاربرد curvature parameter تابع جمعی حساسیت، هندسۀ بهینۀ آشکارسازی تعیین شد. جهت مقایسه با پارامتر cp، پارامتر دیگری تحت عنوان total variation محاسبه شد. سپس یک سیستم تصویربرداری فلورسنت مولکولی با چینش ویژه طراحی شد. در نهایت، طی یک مطالعۀ تجربی کیفیت تصاویر بازسازی شده در دو هندسۀ بهینه و مرجع با استفاده از سه پارامتر mse, snr, auc of roc مورد بررسی قرارگرفته است. یافته ها: مقادیر دو پارامتر u و tv به ترتیب در هندسۀ بهینه 38/2 و 66/100 و در هندسۀ مرجع 54/30 و1260 می باشد. مقادیر سه پارامتر auc of roc , snr , mse در هندسۀ بهینه به ترتیب 4-10 × 35/. ، 7/26 ، 98/. و در هندسۀ مرجع 4-10 × 74/1 ، 82/23 ، 97/. است که مطابق با بررسی های آماری انجام شده در دو هندسۀ مذکور، تفاوت معنی داری مشاهده شد (p< 0/05). نتیجه گیری: هندسۀ بهینه شده توسط الگوریتم بهینه سازی موجب ارتقاء دقت بازسازی می شود.