Takaisin

Itä-Suomen yliopiston tutkijoiden julkaisu valittu JASA:n vuoden 2018 biolääketieteellisen akustiikan ”Technical Area Pick” -artikkeliksi

The Journal of the Acoustical Society of America valitsi Itä-Suomen yliopiston sovelletun fysiikan laitoksen tutkijoiden Jenni Tickin, Aki Pulkkisen, Jari Kaipion ja Tanja Tarvaisen artikkelin “Three dimensional photoacoustic tomography in Bayesian framework” https://doi.org/10.1121/1.5057109 vuoden 2018 ”Technical Pick for Biomedical Acoustics”-artikkeliksi. Artikkeli on kansainvälinen yhteistyöjulkaisu, ja siihen osallistui tutkijoita Centrum Wiskunde and Informatica:sta Amsterdamista, Aucklandin yliopistosta sekä University College London:sta.

Fotoakustinen tomografia on kuvantamismenetelmä, joka perustuu kohteeseen syötetyn valopulssin aiheuttamaan fotoakustiseen ilmiöön ja siitä seuraavaan ultraääni-taajuisen akustisen aallon mittaamiseen. Kuvan rekonstruktiossa fotoakustinen kuva, eli valon absorption aiheuttama alkupaine, estimoidaan kuvannettavan kohteen pinnalta mitatuista ultraäänisignaaleista. Fotoakustisessa tomografiassa yhdistyy optinen kontrasti ja ultraäänen korkea resoluutio, ja sen vuoksi tekniikka on kasvattanut kiinnostusta biolääketieteellisenä ja lääketieteellisen kuvantamismenetelmänä.

Fotoakustisen kuvan rekonstruktio on huonokuntoinen inversio-ongelma. Itä-Suomen yliopiston tutkijat kehittivät menetelmän tämän ongelman ratkaisemiseksi perustuen Bayesilaiseen lähestymistapaan, ja julkaisivat tuloksista artikkelin The Journal of the Accoustical Society of America -lehdessä https://doi.org/10.1121/1.4945990. Menetelmä mahdollistaa kvantitatiiviset estimaatit alkupaineesta sekä niiden luotettavuuden arvioinnin perinteisten kvalitatiivisten kuvien lisäksi.

Uusimmassa ”Technical Pick” artikkeliksi valitussa julkaisussa tämä menetelmä laajennettiin kolmeen ulottuvuuteen. Menetelmän toimivuutta arvioitiin yhteistyössä University College London:in tutkijoiden kanssa hyödyntäen heidän fotoakustista mittauslaitteistoa. Artikkelin tulokset osoittavat, että Bayesilaisen menetelmän avulla saadaan tarkkoja estimaatteja alkupaineesta tomografiakuvien muodossa. Lisäksi näiden kuvien luotettavuutta voidaan arvioida.

Itä-Suomen yliopistossa Sovelletun fysiikan laitoksella toimivaa työryhmää johtaa apulaisprofessori Tanja Tarvainen. Työryhmä kuuluu Suomen Akatemian Inversiomallinnuksen ja kuvantamisen huippuyksikköön. Tutkimustyötä ovat rahoittaneet Jane ja Aatos Erkon säätiö sekä Instrumentariumin tiedesäätiö. Lisäksi Saastamoisen säätiö tuki Jenni Tickin tutkimusvierailua Aucklandin yliopistoon.

Lisätietoja:

Apulaisprofessori Tanja Tarvainen, Sovelletun fysiikan laitos, Itä-Suomen yliopisto, p. 040 355 2310, tanja.tarvainen (a) uef.fi, www.uef.fi/inverse

Tutkimusartikkeli:

Tick J, Pulkkinen A, Lucka F, Ellwood R, Cox BT, Kaipio JP, Arridge SR, Tarvainen T, “Three dimensional photoacoustic tomography in Bayesian framework”, The Journal of the Acoustical Society of America, 144(4):2061-2071 (2018) https://doi.org/10.1121/1.5057109