Novel approaches to image reconstruction in diffusion tomography

Kolehmainen Ville 18.5.2001 \n\n\n\n Novel approaches to image reconstruction in diffusion\n tomography \n\n\n Kuopion yliopiston luonnontieteiden ja ympäristötieteiden tiedekunnassa esitettiin\n 18.5.2001 tarkastettavaksi FM Ville Kolehmaisen väitöskirja Novel approaches to image\n reconstruction in diffusion tomography (Kuvan rekonstruktiomenetelmät\n diffuusiotomografiassa). Vastaväittäjänä oli professori Markku Lehtinen Oulun\n yliopistosta ja väitöstilaisuuden valvojana professori Jari Kaipio Kuopion yliopistosta. \n\n Väitöskirjan tiivistelmä:\n\n Diffuusiotomografiakuvantamisella työssä viitataan impedanssitomografiaan ja optiseen\n tomografiaan. Impedanssitomografia ja optinen tomografia ovat uusia, kehitteillä olevia\n kuvantamismenetelmiä, joilla on useita sovelluksia mm. lääketieteellisissä tutkimuksissa ja teollisessa\n prosessikuvantamisessa. \n\n Impedanssitomografiassa kuvattavaan kohteeseen syötetään heikkoa vaihtovirtaa kohteen\n ulkopinnalle asetettujen elektrodien kautta ja syötettyjen virtojen seurauksena kohteen pinnalle\n syntyneet jännitteet mitataan samoja elektrodeja apuna käyttäen. Tavoitteena on rekonstruoida\n kohteen sisäinen sähkönjohtavuusjakauma näiden mittausten perusteella. \n\n Optisessa tomografiassa kuvattavaan kohteeseen johdetaan laserlähteen synnyttämää\n infrapunavaloa kohteen pinnalle asetettujen optisten kuitujen avulla, ja kohteen läpäisseen\n infrapunavalon intensiteetti mitataan kohteen pinnalta optisia kuituja ja valoherkkiä ilmaisimia\n käyttäen. Tavoitteena on rekonstruoida kohteen infrapunavalon absorptio- ja sirontakertoimien\n jakaumat näiden mittausten perusteella. \n\n Matemaattisesta näkökulmasta impedanssitomografian ja optisen tomografian kuvan\n rekonstruktio-ongelmat ovat hyvin samankaltaisia käänteisongelmia - molemmissa tavoitteena on\n ratkaista hyvin samankaltaisen diffuusioyhtälön kertoimet kohteen sisällä kohteen reunalla tehtyjen\n mittausten perusteella. Yhteistä menetelmille on myös käänteisongelman huonokuntoisuus.\n Käänteisongelman huonokuntoisuudella tarkoitetaan sitä, että ongelmalla ei ole yksikäsitteistä\n ratkaisua ja/tai ongelma on epästabiili, ts. pienetkin virheet mittauksissa voivat aiheuttaa valtavan\n virheen ongelman ratkaisuun. \n\n Huonokuntoisuudesta johtuen impedanssitomografian ja optisen tomografian käänteisongelmia\n ratkaistaessa käytetään ns. regularisointimenetelmiä. Tilastollisen, ns. Bayeslaisen estimointiteorian\n näkökulmasta regularisointi voidaan tulkita siten, että huonokuntoisesta käänteisongelmasta tehdään\n yksikäsitteinen ja stabiili täydentämällä ongelmaa kuvattavaan kohteeseen liittyvällä etukäteistiedolla.\n Tilanne on usein kuitenkin sellainen että kuvattavasta kohteesta on saatavilla hyvin yksityiskohtaista\n etukäteistietoa esimerkiksi muihin mittausmenetelmiin perustuen, mutta ei ole olemassa valmiita\n menetelmiä tämän tiedon sisällyttämiseksi impedanssitomografiassa ja optisessa tomografiassa\n käytettäviin laskentamenetelmiin. \n\n Väitöskirjatyössä esitetään uusia, kohteesta saatavan etukäteistiedon tehokkaaseen hyödyntämiseen\n perustuvia laskentamenetelmiä diffuusiotomografian käänteisongelmiin. Lisäksi työssä kiinnitetään\n erityistä huomiota laskentamenetelmien ja niillä saatavien tulosten tilastolliseen tulkintaan\n Bayeslaiseen estimointiteoriaan perustuen. Työssä esitettävillä menetelmillä saadaan parannettua\n diffuusiotomografiakuvantamisella saatavia tuloksia ja niiden diagnostista arvoa useissa eri\n sovelluksissa. \n\n Kuopion yliopiston julkaisuja C. Luonnontieteet ja ympäristötieteet. ISBN 951-781-223-X \n\n\n Kuopion yliopisto \n Tiedotusosasto \n\n tiedotus@uku.fi \n

ISBN-10:
951-781-223-x
Kieli:
eng
Sivumäärä:
164 s.
Tekijät:
Kolehmainen Ville (diss)
Tuotekoodi 019497
18,16 €