Professori Tanja Tarvaisen työryhmä tutkii ja kehittää laskennallisia menetelmiä optisiin ja ultraääntä hyödyntäviin inversio-ongelmiin kuten tomografinen kuvantaminen lähtökohtana Bayesilaset inversiolaskennan menetelmät. Tutkittavat tomografiset menetelmät sisältävät sekä valon käyttöön perustuvia menetelmiä kuten diffuusi optinen tomografia että kytketyn fysiikan kuvantamisen menetelmiä kuten fotoakustinen kuvantaminen. Näiden lisäksi työryhmässä kehitetään mallinnusta ja laskennallisia menetelmiä valon ja ultraäänen käyttäytymisen mallintamiseksi sekä kehitetään prototyyppi laitteistoja uusiin kuvantamismenetelmiin.
Tutkimusryhmät
- Laskennallisen fysiikan ja inversio-ongelmien tutkimusryhmä
- Biolääketieteellisen optisen kuvantamisen ja ultraäänitekniikan laboratorio (OPUS)
- Fotoniikan instituutti
- Vieraileva professori, Department of Computer Science, University College London, Iso-Britannia
- Yhteistyökumppani, CUQI – Computational Uncertainty Quantification for Inverse Problems, DTU Compute, Tanska
Hankkeet
- Quantitative Tomography Using Coupled Physics of Waves (QUANTOM), ERC-CoG projekti
- Inversiomallinnuksen ja kuvantamisen huippuyksikkö
- PREIN – Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaiva
- Valoon perustuva nanoteranostiikka, RADDESS Akatemiaohjelma
- Kvantitatiivinen kuvantaminen valoa ja ääntä käyttäen, Jane ja Aatos Erkon säätiö
Tutkimusaiheet
- ValoMC – Monte Carlo ohjelmisto ja MATLAB toolbox valonkuljetuksen simulointiin biologisessa kudoksessa
- Inversio-ongelmat
- Epävarmuuksien mallinnus
- Optinen tomografia
- Fotoakustinen tomografia
- Säteilynkuljetus
Opetustehtävät
- Nykyinen opetus: Optimointi, Tieteellinen viestintä sovelletussa fysiikassa
- Aiempi opetus (luennot): Elementtimenetelmät, Mallinnus II
- Aiempi opetus (laskuharjoitukset): Tilastolliset inversio-ongelmat, Matemaattisen mallinnuksen peruskurssi, Elementtimenetelmät, Optimointi, Estimointiteoria, Mallinnus II, Fysiikan peruskurssi A, Fysiikan peruskurssi III
Tiedostot
3 kappalettaJulkaisut
107 kappaletta-
A model-based iterative learning approach for diffuse optical tomography
Mozumder, Meghdoot; Hauptmann, Andreas; Nissilä, Ilkka; Arridge, Simon R.; Tarvainen, Tanja. IEEE transactions on medical imaging [Epub ahead of print 4 March 2021]: 1-11. 2022 -
Compensating modeling errors of diffusion approximation in quantitative photoacoustic tomography using a Bayesian approach
Hänninen, Niko; Pulkkinen, Aki; Leino, Aleksi; Tarvainen, Tanja / Proc. SPIE, Opto-Acoustic Methods and Applications in Biophotonics V. 2021. 2021 -
Computationally efficient forward model for photoacoustic tomography
Sahlstrom, Teemu; Pulkkinen, Aki; Leskinen, Jarkko; Tarvainen, Tanja / Proc. SPIE, Opto-Acoustic Methods and Applications in Biophotonics V. 2021. 2021 -
Fourier transform provides computational advantages for time-domain diffuse optical tomography
Mozumder, Meghdoot; Tarvainen, Tanja / Proceedings of SPIE: Diffuse Optical Spectroscopy and Imaging VIII. 2021. 2021 -
On Learned Operator Correction in Inverse Problems
Lunz, Sebastian; Hauptmann, Andreas; Tarvainen, Tanja; Schonlieb, Carola-Bibiane; Arridge, Simon. Siam journal on imaging sciences 14 1: 92-127. 2021 -
Perturbation Monte Carlo in Quantitative Photoacoustic Tomography
Pulkkinen, Aki; Leino, Aleksi; Lunttila, Tuomas; Mozumder, Mehghdoot; Tarvainen, Tanja / Proc. SPIE, Opto-Acoustic Methods and Applications in Biophotonics V. 2021. 2021 -
Computationally Efficient Forward Operator for Photoacoustic Tomography Based on Coordinate Transformations
Sahlstrom, Teemu; Pulkkinen, Aki; Leskinen, Jarkko; Tarvainen, Tanja. IEEE transactions on ultrasonics ferroelectrics and frequency control 68 6: 2172-2182. 2021 -
A truncated Fourier-transform based approach for time-domain diffuse optical tomography
Mozumder, Meghdoot; Tarvainen, Tanja / Proceedings Biophotonics Congress: Biomedical Optics 2020 (Translational, Microscopy, OCT, OTS, BRAIN). 2020. 2020 -
Application of diffusion approximation in quantitative photoacoustic tomography in the presence of low-scattering regions
Hänninen, Niko; Pulkkinen, Aki; Leino, Aleksi; Tarvainen, Tanja. Journal of quantitative spectroscopy and radiative transfer 250: 107065. 2020 -
Perturbation Monte Carlo Method for Quantitative Photoacoustic Tomography
Leino, Aleksi; Lunttila, Tuomas; Mozumder, Meghdoot; Pulkkinen, Aki; Tarvainen, Tanja. IEEE transactions on medical imaging 39 10: 2985-2995. 2020