Application of Reconstruction Algorithms by Simulation Experiments for the Diagnosis of Breast Tumor-Like Tissues Modeled in Diffuse Optical Tomography

Authors : Gençay SEVİM, Yiğit Ali ÜNCÜ, Murat CANPOLAT

Pages : 167-176

Doi:10.29130/dubited.1016284

View : 17 | Download : 9

Publication Date : 2021-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Difüz Optik Tomografide (DOT), yüksek kaliteli görüntüler elde etmek için veri işleme ve geri çatım aşamaları çok önemlidir. Bu nedenle, sistem için uygun algoritmaların belirlenmesi kritik bir seçimdir. Bu çalışma, DOT görüntüleme için uygun bir geri çatım algoritmasını belirlemeyi amaçlamaktadır. DOT sistemlerinde kullanılan birçok geri çatım algoritması vardır. Bazı algoritmalar belirli özel durumları çözmek için geliştirilmiştir ve bazılarının da hala iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, geri çatım işlemi için üç algoritma kullanılmıştır; Tekil Değer Ayrışımı (SVD), Bi-Konjuge Gradyan (Bi-CG) ve Transpozesiz Yarı Minimal Rezidüel (TFQMR). Algoritmaların test edilmesinde simülasyon deneylerinin verileri kullanılmıştır. Simülasyon deneyleri, meme içindeki tümör dokusunu modellemektedir. Her üç algoritma da tümör yüzeye yakınken gerçeğe daha yakın görüntüler üretmiştir. Tümörün meme yüzeyine yakın olmaması durumunda ise, Bi-CG ve SVD algoritmaları ile oluşturulan görüntülerdeki tümör konumu gerçek konumu değildir. Ancak TFQMR algoritması ile oluşturulan görüntüdeki tümör konumu, gerçek konumuna yakın elde edilmiştir. Geri çatım algoritmalarının sonuçları, Ortalama Yüzde Hata (MPE), Ortalama Kare Hata (MSE) ve Ortalama Mutlak Hata (MAE) metrikleri kullanılarak tümörlerin lokasyonunun doğru tanımlanmasına dayalı olarak değerlendirilmiştir. TFQMR algoritmasının DOT sistemleri için daha uygun bir geri çatım tekniği olduğu gösterilmiştir. Böylece, TFQMR'nin tıbbi görüntüleme sistemlerinde kullanılma potansiyeline sahip olabileceği sonucuna varıldı.
Keywords : Geri Çatım Algoritması, Tekil Değer Ayrışımı, Bi Konjuge Gradyan, Transpozesiz Yarı Minimal Rezidüel