Microwave tomography with phaseless data on the calcaneus by means of artificial neural networks

Autores
Fajardo Freites, Jesús Ernesto; Lotto, Federico Pablo; Vericat, Fernando; Carlevaro, Carlos Manuel; Irastorza, Ramiro Miguel
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The aim of this study is to use a multilayer perceptron (MLP) artificial neural network (ANN) for phaseless imaging the human heel (modeled as a bilayer dielectric media: bone and surrounding tissue) and the calcaneus cross-section size and location using a two-dimensional (2D) microwave tomographic array. Computer simulations were performed over 2D dielectric maps inspired by computed tomography (CT) images of human heels for training and testing the MLP. A morphometric analysis was performed to account for the scatterer shape influence on the results. A robustness analysis was also conducted in order to study the MLP performance in noisy conditions. The standard deviations of the relative percentage errors on estimating the dielectric properties of the calcaneus bone were relatively high. Regarding the calcaneus surrounding tissue, the dielectric parameters estimations are better, with relative percentage error standard deviations up to ≈ 15%. The location and size of the calcaneus are always properly estimated with absolute error standard deviations up to ≈ 3 mm.
Fil: Fajardo Freites, Jesús Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Lotto, Federico Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Vericat, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Carlevaro, Carlos Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional La Plata. Departamento de Ingeniería Mecánica; Argentina
Fil: Irastorza, Ramiro Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Materia
Cancellous bone MicrowaveTomography
Dielectric properties
Deep learning
Artificial Neural Networks
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
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Fil: Fajardo Freites, Jesús Ernesto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Lotto, Federico Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Vericat, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Carlevaro, Carlos Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional La Plata. Departamento de Ingeniería Mecánica; Argentina
Fil: Irastorza, Ramiro Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
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