Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, DI Mikko Lilja

2018-09-14 12:00:00 2018-09-14 23:58:58 Europe/Helsinki Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, DI Mikko Lilja Tuntemattoman liikkeen aiheuttama tomografiarekonstruktiovirhe voidaan kompensoida laskennallisesti. http://ceremonyweek.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e8658b95fc36a2658b11e886f1ab2041fc42f942f9 Otakaari 3, 02150, Espoo

Tuntemattoman liikkeen aiheuttama tomografiarekonstruktiovirhe voidaan kompensoida laskennallisesti.

14.09.2018 / 12:00 - 23:58

DI Mikko Lilja väittelee perjantaina 14.9.2018 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, luentosalissa F239a, Otakaari 3, 02150, Espoo. Väitöstyössä "Projection and motion estimation methods for computed tomography" kehitettiin laskennallisia menetelmiä tomografiarekonstruktioon ja liikekorjaukseen.Toteutettu rekonstruktio-ohjelmisto lisensoitiin käytettäväksi JHR-materiaalitutkimusreaktorissa Ranskassa.

Väitöskirjassa esitetään laskennallisia menetelmiä tomografiarekonstruktiossa käytettävien projektio-operaatioiden geomeriseksi tarkentamiseksi sekä tuntemattoman liikkeen aiheuttaman geometrisen virheen arvioimiseksi ja kompensoimiseksi. Väitöstyö perustuu vuosina 2009–2016 Teknologian tutkimuskeskus VTT:lle tilaustutkimuksena kehitettyyn tomografiarekonstruktio-ohjelmaan ARTEMIS (Algebraic Reconstruction for Transmission and Emission Imaging). Työssä demonstroidaan, että kehitetyt menetelmät mahdollistavat tarkan tomografiarekonstruktion siitä huolimatta, että kuvantamislaitteistossa olisi merkittävää mekaanista epätarkkuutta tai kuvattava kohde liikkuisi kuvantamisen aikana.

Tietokonetomografiassa muodostetaan tutkittavan kohteen rakennetta ja vaimennusominaisuuksia kuvaava rekonstruktio perustuen eri suunnista kuvattuihin projektiokuviin. Rekonstruktion laskemisen edellytyksenä on, että kuvattava kappale pysyy riittävän liikkumattomana ja projektiokuvien kuvantamisgeometria tunnetaan, jolloin kuvantamisessa hyödynnetyn säteilyn kulkema reitti voidaan arvioida laskennallisesti ja projektiomittaukset ovat geometrisesti toisiaan vastaavia. Mikäli kuvantamislaitteistossa on merkittävää geometristä virhettä tai kuvattava kappalee liikkuu kuvantamisen aikana, oletettu kuvantamisgeometria ei pidä paikkaansa ja rekonstruktion tuottama kuva on vääristynyt. Suurta tarkkuutta edellyttävissä sovelluksissa rekonstruktio saattaa liikkeen seurauksena olla käyttökelvoton.

Väitöstyössä kehitetty ohjelma on lisensoitu käytettäväksi Ranskaan rakennettavassa materiaalitutkimusreaktorissa JHR (Jules Horowitz Reactor), jonka on määrä valmistua vuonna 2021. Tietokonetomografiaan perustuva ydinmateriaalin ei-invasiivinen kuvantaminen on olennainen materiaalitutkimusmenetelmä JHR:ssä ja väitöstyön tuloksena olevia menetelmiä soveltamalla voidaan varmistaa tulosten tarkkuus huolimatta erittäin vaativien kuvantamisolosuhteiden aiheuttamista mekaanisista haasteista. Kehitetyt menetelmät soveltuvat myös muihin tietokonetomografian käyttökohteisiin kuten lääketieteelliseen kuvantamiseen.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: professori Samuli Siltanen, Helsingin yliopisto

Kustos: professori Risto Ilmoniemi, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos