Resumen

Introducimos la aproximación de dipolo discreto (DDA) para calcular eficientemente la distribución de campo eléctrico bidimensional para nuestro sistema de imágenes mamarias tomográficas por microondas. Para los problemas inversos iterativos como la tomografía de microondas, el cálculo del campo delantero es el paso que limita el tiempo. En este trabajo, el algoritmo bidimensional es derivado y formulado de tal manera que el método iterativo de gradiente conjugado ortogonal (COCG) puede ser utilizado para resolver eficientemente el problema hacia adelante. También hemos optimizado el paso de multiplicación de matrices y vectores formulando el problema de forma que la parte no diagonal de la matriz utilizada para calcular los momentos dipolares sea de bloque Toplitz. Los costes de cálculo para multiplicar las matrices en bloque por un vector pueden acelerarse drásticamente expandiendo cada matriz Toeplitz a una matriz circulante para la que se aplica el teorema de convolución para un cálculo rápido utilizando la transformada rápida de Fourier (FFT). Los resultados demuestran que esta formulación es precisa y eficiente. En este trabajo, se comparan los tiempos de cálculo de los solucionadores directos, el solucionador iterativo (COCG) y el solucionador iterativo que utiliza la transformada rápida de Fourier (COCG-FFT) con el mejor rendimiento obtenido utilizando el solucionador iterativo (COCG-FFT) en C . La utilización de esta formulación proporciona un bloque de construcción computacionalmente eficiente para el desarrollo de un sistema de imágenes mamarias rápido y de bajo coste que sirva a poblaciones con pocos recursos.

• Materias:Minería de datos Propagación de ondas Electromagnetismo Radiofrecuencia Teoría de Antenas
• Subjects:Data mining Wave propagation Electromagnetism Radio frequency Antenna theory
• Palabras claves:transformada rápida de fourier, sistema de imágenes mamarias, solucionador iterativo, cocg, aproximación dipolar discreta, tiempo de la matriz de bloques, fft, mama tomográfica de microondas, gradiente conjugado ortogonal, paso de multiplicación vectorial
• Keywords:fast fourier transform, breast imaging system, iterative solver, cocg, discrete dipole approximation, block matrix time, fft, microwave tomographic breast, orthogonal conjugate gradient, vector multiplication step