本論文旨在針對反算問題於生物細胞組織光及熱物理性質之研究，其研究主題可分為三個章節分別如下：第一章為拉凡格式法於生物細胞組織中熱傳導係數與熱容係數之同時預測，第二章為拉凡格式法於生物細胞組織中光學擴散與吸收係數之預測，第三章為共軛梯度法於生物細胞組織中光學擴散與吸收係數之預測。
第一章旨在利用反算問題(Inverse Problem)中的拉凡格式法(Levenberg-Marguardt Method)來進行反算分析工作。問題的物理模型主要是在探討藉由生物細胞組織溫度分佈之量測，來同時預測細胞之熱傳導係數與熱容係數。
在本章中，我們假設兩個未知的熱傳導係數與熱容係數，其隨位置變化的函數型態並不知道，必須藉由量測的資料來反求之，所以我們將此類的反算問題歸類為”函數預測法 ”(Function Estimation)。
在這個熱傳現象的反算問題中，我們可以利用數值實驗來模擬正確之溫度且在考慮量測標準差的情況下，來檢驗反算分析的正確性。結果顯示在初始猜值為未知任意猜值的狀況下，我們可以成功的運用拉凡格式法進行反算分析得到為位置函數的熱傳導係數與熱容係數之準確的預測值。
在第二章中，亦利用反算問題(Inverse Problem)中的拉凡格式法(Levenberg-Marguardt Method)來進行反算分析工作。其問題的物理模型主要是在探討藉由量測生物細胞組織的溫度分佈和量測其所植入之雷射光學纖維的雷射強度分佈，來預測細胞之光學擴散與吸收係數。
與上一章不同之處是本章再引進一個生物組織的光傳遞方程式，而其中的熱產生率是由雷射光源所引起。在本章中，我們亦假設兩個未知的光學擴散與吸收係數，是隨位置變化的未知函數，必須藉著量測得的資料來反求之，所以我們將此類的反算問題歸類為”函數預測法”(Function Estimation)。
在這個光傳和熱傳現象的反算問題中，我們可以利用數值實驗來模擬正確之溫度和雷射強度且在考慮量測標準差的情況下，來檢驗反算分析的正確性。結果顯示，我們可以在初始猜值為未知任意猜值的狀況下，經由拉凡格式法求解組織的光學擴散與吸收係數，可得到不錯的預測結果。但在預測光學擴散係數時，靠近邊界會有震盪的現象。
在第三章中，吾人是利用反算問題(Inverse Problem)中的共軛梯度法(Conjugate Gradient Method)去改善上一章利用拉凡格式法在預測光學擴散係數時，邊界的震盪的情形。在本章中，我們假設一切邊界條件和物理條件與上一章雷同，來進行反算分析工作。結果顯示，我們可以在初始猜值為未知任意猜值的狀況下，經由共軛梯度法求得較佳的生物細胞組織光學擴散與吸收係數，且邊界震盪的情形可獲得改善。

An inverse algorithm for biotechnology problem utilizing the Levenberg-Marguardt Method(LMM) and the conjugate gradient method (CGM) is applied in the present study in determining the unknown spatial-dependent physical properties of the biological tissue based on irradiance and temperature measurements. The accuracy of this inverse problem is examined by using the simulated exact and inexact irradiance and temperature measurements in the numerical experiments. Results show that the estimation on the spatial-dependent physical properties can be obtained with any arbitrary initial guesses on a Pentium IV 1.4 GHz personal computer.

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