恭喜中国科学院合肥物质科学研究院王贻坤获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114997208B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210391067.7,技术领域涉及:G06F18/213;该发明授权一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法及系统是由王贻坤;张元志;张洋;邓国庆;刘勇设计研发完成,并于2022-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法及系统在说明书摘要公布了:一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法及系统,属于机器学习和生物医学交叉的技术领域,解决在提取组织光学参数时,仅利用到部分漫反射光信息,忽略了光谱数据序列特征的相关性,而造成的组织光学参数提取不准确的问题;本发明将长短期记忆网络引入组织空间分辨漫反射光谱生成模型,充分挖掘光谱数据点中的相关性,在减小模型参数的同时增加模型预测能力;在训练组织空间分辨漫反射光谱生成模型时,不考虑光纤探头结构,将组织表面出射的全部空间分辨漫反射光谱纳入预数据集,数据维数更大,经过训练后模型精度更高,有效提高组织光学参数与漫反射光谱映射模型的准确性,进而提高组织光学参数提取的效率和精度。
本发明授权一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于长短期记忆网络的组织光学参数提取方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、根据待测组织类型,确定多层皮肤组织光学模型的结构参数和光学参数;所述多层皮肤组织光学模型为双层结构,其中上层吸收来源于黑色素,下层吸收来源于血红蛋白,即吸收系数互相独立;上下层散射粒子大小和浓度均匀,散射系数相同;S2、针对步骤S1中所述的多层皮肤组织光学模型,采用基于显卡加速的蒙特卡洛方法模拟不同光学参数情况下组织表面出射的空间分辨漫反射光谱,生成组织光学参数和组织空间分辨漫反射光谱组成的数据集;同时为了充分利用漫反射光谱信息,数据集不考虑光纤探头探测范围的限制,将组织表面出射的全部空间分辨漫反射光谱纳入数据集;S3、设计基于长短期记忆网络的组织空间分辨漫反射光谱生成模型,以组织光学参数和组织空间分辨漫反射光谱数据集作为训练集,采用误差反向传播算法优化生成模型参数;S4、根据朗伯比尔定律及米散射理论,由组织生理参数计算组织光学参数,结合光纤探头中照明光纤与收集光纤纤芯距离与组织空间分辨漫反射光谱生成模型,采用最小二乘拟合提取组织生理参数,并反演组织光学参数,实现步骤为:(1)随机初始化组织生理参数;(2)根据朗伯比尔定律、米散射理论,计算不同波长下组织吸收系数和散射系数;(3)将组织吸收系数和散射系数输入组织空间分辨漫反射光谱生成模型,计算不同波长下组织表面出射的空间分辨漫反射光谱;(4)根据光纤探头结构,计算不同波长下光纤探头探测到的组织漫反射光强;(5)计算模型生成的漫反射光谱和实测漫反射光谱之间的误差,根据误差大小修正输入的生理参数;(6)不断重复(2)~(5)过程,直到模型生成的漫反射光谱和实测漫反射光谱重合,此时对应的生理参数即为待测组织生理参数;(7)将提取到的组织生理参数代入朗伯比尔定律和米散射理论反演组织光学参数;S5、在确定组织生理参数提取方法后,以组织生理参数提取误差作为代价函数,采用迭代拟合方法优化光纤探头中照明光纤与收集光纤纤芯距离,在优化后的照明光纤与收集光纤纤芯距离下,执行步骤S4即可得到皮肤组织生理和光学参数。
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