Abstract

Time-domain diffuse optical tomography can efficiently reconstruct optical parameters which can be further applied in diagnosing early breast cancer. Nevertheless, the performances of reconstructed imaging are badly influenced by different Jacobian magnitudes of absorption coefficient and reduced scattering coefficient. With the introudction of a relative data type based on generalized pulse spectrum technique, an efficient Jacobian scaling method is proposed. The interrelated simulated validation is also revealed for the enhancing performances.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).
  2. L. C. Enfield, A. P. Gibson, N. L. Everdell, D. T. Delpy, M. Schweiger, S. R. Arridge, C. Richardson, M. Keshtgar, M. Douek, and J. C. Hebden, Appl. Opt. 46, 3628 (2007).
  3. Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).
  4. A. P. Gibson, J. C. Hebden, and S. R. Arridge, Phys. Med. Biol. 50, R1 (2005).
  5. F. Gao, Y. Xue, H. Zhao, T. Kusaka, M. Ueno, and Y. Yamada, Chin. Opt. Lett. 5, 472 (2007).
  6. F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).
  7. A. R. Zirak and M. Khademi, Opt. Commun. 279, 273 (2007).
  8. H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).
  9. F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).
  10. S. R. Arridge, Inverse Probl. 15, R41 (1999).
  11. T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).
  12. K. Xu, F. Gao, and H. zhao, Biomedical Photonics (in Chinese) (Science Press, Beijing, 2007).

2008 (2)

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

2007 (4)

2005 (2)

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

A. P. Gibson, J. C. Hebden, and S. R. Arridge, Phys. Med. Biol. 50, R1 (2005).

2002 (2)

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

1999 (1)

S. R. Arridge, Inverse Probl. 15, R41 (1999).

Arridge, S. R.

L. C. Enfield, A. P. Gibson, N. L. Everdell, D. T. Delpy, M. Schweiger, S. R. Arridge, C. Richardson, M. Keshtgar, M. Douek, and J. C. Hebden, Appl. Opt. 46, 3628 (2007).

A. P. Gibson, J. C. Hebden, and S. R. Arridge, Phys. Med. Biol. 50, R1 (2005).

S. R. Arridge, Inverse Probl. 15, R41 (1999).

Athanasiou, T.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Boas, D. A.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Brukilacchio, T. J.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Chance, B.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Chaves, T.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Choe, R.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Chorlton, M.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Culver, J. P.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Darzi, A.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Delpy, D. T.

Douek, M.

Durduran, T.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Enfield, L. C.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

L. C. Enfield, A. P. Gibson, N. L. Everdell, D. T. Delpy, M. Schweiger, S. R. Arridge, C. Richardson, M. Keshtgar, M. Douek, and J. C. Hebden, Appl. Opt. 46, 3628 (2007).

Everdell, N. L.

Gao, F.

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

F. Gao, Y. Xue, H. Zhao, T. Kusaka, M. Ueno, and Y. Yamada, Chin. Opt. Lett. 5, 472 (2007).

H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

Giammarco, J.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Gibson, A.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Gibson, A. P.

Hebden, J.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Hebden, J. C.

Hillman, E.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Holboke, M. J.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Keshtgar, M.

Khademi, M.

A. R. Zirak and M. Khademi, Opt. Commun. 279, 273 (2007).

Kopans, D. B.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Kusaka, T.

Leff, D. R.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Li, A.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Ma, Y.

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

Moore, R. H.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Patten, D. K.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Rafferty, E.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Richardson, C.

Schweiger, M.

Stott, J. J.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Tanikawa, Y.

H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

Ueno, M.

Warren, O. J.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Wu, T.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Xue, Y.

Yamada, Y.

F. Gao, Y. Xue, H. Zhao, T. Kusaka, M. Ueno, and Y. Yamada, Chin. Opt. Lett. 5, 472 (2007).

H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

Yang, F.

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

Yang, G. Z.

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Yodh, A. G.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Zhang, Q.

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

Zhao, H.

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

F. Gao, Y. Xue, H. Zhao, T. Kusaka, M. Ueno, and Y. Yamada, Chin. Opt. Lett. 5, 472 (2007).

H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

Zirak, A. R.

A. R. Zirak and M. Khademi, Opt. Commun. 279, 273 (2007).

Zubkov, L.

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

F. Yang, Y. Ma, F. Gao, and H. Zhao, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 1571 (2008).

Appl. Opt. (1)

Breast Cancer Res. Treat. (1)

D. R. Leff, O. J. Warren, L. C. Enfield, A. Gibson, T. Athanasiou, D. K. Patten, J. Hebden, G. Z. Yang, and A. Darzi, Breast Cancer Res. Treat. 108, 9 (2008).

Chin. Opt. Lett. (1)

Ieice Trans. Inf. & Syst. (1)

F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, Ieice Trans. Inf. & Syst. E85, 133 (2002).

Inverse Probl. (1)

S. R. Arridge, Inverse Probl. 15, R41 (1999).

J. Biomed. Opt. (2)

Q. Zhang, T. J. Brukilacchio, A. Li, J. J. Stott, T. Chaves, E. Hillman, T. Wu, M. Chorlton, E. Rafferty, R. H. Moore, D. B. Kopans, and D. A. Boas, J. Biomed. Opt. 10, 024033 (2005).

H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada, J. Biomed. Opt. 12, 062107 (2007).

Opt. Commun. (1)

A. R. Zirak and M. Khademi, Opt. Commun. 279, 273 (2007).

Phys. Med. Biol. (2)

A. P. Gibson, J. C. Hebden, and S. R. Arridge, Phys. Med. Biol. 50, R1 (2005).

T. Durduran, R. Choe, J. P. Culver, L. Zubkov, M. J. Holboke, J. Giammarco, B. Chance, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 47, 2847 (2002).

Other (1)

K. Xu, F. Gao, and H. zhao, Biomedical Photonics (in Chinese) (Science Press, Beijing, 2007).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.