EMILIO : Entropy Maximization for Iterative Laplace Inversion by Optimization
Maximisation de l’entropie pour l’inversion de la transformée de Laplace par optimisation itérative
Résumé
Ce logiciel, nommé EMILIO, permet de réaliser l’inversion numérique d'une transformée de Laplace mono ou bidimensionnelle dans le cadres de traitement de données de relaxométrie en résonnance magnétique nucléaire. Il propose une interface graphique permettant de superviser toutes les étapes de traitement des données (chargement, analyse, optimisation, affichage et sauvegarde des résultats). Le logiciel est composé d’un module de calcul principal et d’un ensemble de routines permettant de gérer l’interfaçage avec l’utilisateur, la prise en charge des données, la spécification du modèle de mesure associé aux données à traiter et le réglage de l’algorithme de calcul numérique.
Le cœur du logiciel de calcul permet de réaliser l’inversion numérique d'une transformée de Laplace mono ou bidimensionnelle. Le principe de la méthode employée est d'utiliser un algorithme d’optimisation itératif de type Newton tronqué pour la minimisation d'un critère des moindres carrés pénalisé par le maximum d'entropie. Le critère des moindres carrés sert à quantifier l'ajustement du modèle aux données alors que l'ajout du critère entropique permet d'assurer la positivité, la parcimonie et la régularité des valeurs des solutions. Le poids relatif des deux critères est contrôlé à l'aide d'un paramètre dit de régularisation, calculé de façon automatique.
L’interaction avec l’utilisateur se présente sous la forme d'une interface graphique permettant le chargement des données contenues dans un fichier de mesures, la spécification des caractéristiques de la grille de calcul des solutions, le choix des paramètres de l'algorithme d’optimisation, l'affichage des solutions obtenues ainsi que la sauvegarde des résultats dans des fichiers.
Le logiciel intègre spécifiquement des fonctionnalités permettant de calculer les distributions mono ou bidimensionnelle des temps de relaxation T1 et T2 acquis simultanément par résonance magnétique nucléaire (RMN).
Le logiciel permet aussi la réalisation de simulations de distributions et des signaux de relaxation réalistes. Ainsi, il permet de choisir les paramètres des grilles des T1 et T2, le nombre de points de la courbe de relaxation, les amplitudes et la distribution de chaque temps de relaxation, le nombre de points dans l’espace des solutions et le rapport signal sur bruit des signaux de relaxation.