基于自适应模拟退火算法的生物体三维温度场重构研究

来源：机械工程学报杂志2016年第6期北京时间：

作者：史贵连, 李凯扬, 叶福丽

单位：1. 湖北科技学院生物医学工程学院 咸宁 437100; 2. 武汉大学物理科学与技术学院 武汉 430072

摘要：生物体三维温度场的无损重构对于生物医学工程领的发展有着十分重要的意义。提出基于自适应模拟退火算法进行生物体三维温度场无损重构的重要思想,把复杂的生物热传导反问题的求解转换为正问题的求解过程。设生物体内点热源的位置P(x, y, z)和温度t为优化变量,把同一表面各个对应点的试验温度值和计算温度值相减并取绝对值之和,以此为目标函数逐次迭代。目标值越小,则当前变量,即热源位置和温度值最优。为了提高优化效率,提出一种新颖的目标函数建立方法。热源的仿真位置和试验位置十分接近。最优值确定后,相应的三维温度场也随之确定,任意截面的温度分布可以提取出来。自适应模拟退火算法可以很好地应用于生物体三维温度场的重构,它不仅方便,而且快捷,蕴藏着广阔的应用前景,热传导反问题的研究提供了一条具有借鉴性的方法与思路。

关键词：集成优化,目标函数,三维温度场,自适应模拟退火算法；

基金资助：国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ160203)和湖北省教育厅重点研究(D20142801)资助项目