基于卡尔曼滤波的荧光剂药代动力学层析优化

• 作者: 程楠 张丽敏 赵志超 潘英雪 王欣 周仲兴 高峰
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 医学
• 关键词: 光学成像 扩散荧光层析 荧光剂药代动力学层析 吲哚菁绿 二室模型 扩展卡尔曼滤波 无迹卡尔曼滤波
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 医用光学与生物技术|Medical Optics and Biotechnology
• 页码范围: 156-167
• 页数: 12页
• 分类号: R318.51
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20215012.1217001

摘要

针对目前常用的扩展卡尔曼滤波技术由于舍弃了系统方程求导的高阶项,使得荧光剂药代动力学参数重建精度下降的缺点,研究发展了基于二室模型的二阶自适应扩展卡尔曼滤波技术并引入无迹卡尔曼滤波技术用于荧光剂药代动力学参数重建.通过数值模拟和在体实验对基于一阶自适应扩展卡尔曼滤波、二阶自适应扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波的三种方法进行对比和评估,结果均表明,基于一阶和二阶自适应扩展卡尔曼滤波方法获取的荧光剂药代动力学参数重建结果相近,而基于无迹卡尔曼滤波方法获取的参数在量化度和对比度噪声比上均具有明显优势.该结果与无迹卡尔曼滤波由于没有忽略高阶项而具有更高精度相一致,证明了所提方法的可行性和有效性.