Kwaliteitsgarantie voor tomografiebeelden ontwikkeld

Space Invader

CWI-onderzoeker Wagner Fortes heeft nieuwe methoden ontwikkeld om de kwaliteit van tomografiebeelden vast te stellen. Tomografie is een beeldtechniek die gebruikt maakt van straling om een serie tweedimensionale beelden vast te leggen vanuit verschillende hoeken. Deze techniek wordt onder andere toegepast in medische CT-scanners en elektronenmicroscopen. Door de beelden voor verschillende hoeken te combineren, kan door middel van wiskundige analyse een driedimensionaal beeld van het object samengesteld worden. De methoden die Fortes heeft ontwikkeld bieden een theoretische kwaliteitsgarantie dat deze beelden overeenkomen met het gescande object.

Bij het maken van een CT-scan van een patiënt vertrouwt de arts bij zijn oordeel op de kwaliteit van het gereconstrueerde beeld. Een maatstaf voor de kwaliteit van de afbeelding is daarom zeer welkom. Het stellen van grenzen aan de kwaliteit van de gebruikte wiskundige methode is erg moeilijk. Het is een benaderingsmethode, scans zijn vervuild door ruis en er zijn in theorie oneindig veel beelden samen te stellen uit een enkele set met scans.

Door slim gebruik te maken van zeer basale kennis over de aard van het gescande object is Fortes er in geslaagd om kwaliteitsgaranties te formuleren die bruikbaar zijn voor homogene objecten, d.w.z. objecten die uit één materiaal bestaan. Deze garanties geven weer in welke mate het gereconstrueerde beeld kan afwijken van het gescande object. Het is de eerste keer dat een dergelijke garantie geformuleerd is. Deze foutgrenzen van homogene objecten kunnen een belangrijke eerste stap zijn in de zoektocht naar kwaliteitsgrenzen voor complexere beelden.

Wagner Fortes is promovendus bij het Centrum Wiskunde & Informatica onder supervisie van prof. dr. Joost Batenburg in de Scientific Computing-groep. In 2011 won hij een Best Paper Award op de 16e International Conference on Discrete Geometry for Computer Imagery. Zijn onderzoek is gefinancierd door het EU-programma Erasmus Mundus en de Universiteit Leiden.

 

Proefschrift: ‘Error bounds for discrete tomography’
Door: Wagner Fortes (CWI Scientific Computing groep)
Promotors: prof. dr. K.J. Batenburg (CWI en UL) en prof. dr. ir. B. Koren (TU/e)
Datum: 18 September 2013, 13.45h
Locatie: Academiegebouw Universiteit Leiden


Afbeelding: Een typisch voorbeeld van een homogeen object