Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis

Autores
Carbone, Nicolás Abel; Vera, Demián Augusto; Iriarte, Daniela Ines; Pomarico, Juan Antonio; Macdonald, R.; Grosenick, D.
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
We present a novel method for obtaining a 3D absorption map of a tissue-like turbid slab in the near-infrared spectral range by tomosynthesis. Transmittance data are obtained for a large number of oblique projection directions by scanning a cw laser source across the surface of the slab and by using a CCD camera for spatially resolved light detection. A perturbation model of light transport is used to convert the intensity maps for the different projections into absorption maps. By applying the tomosynthesis approach to these new maps, 3D absorption information on embedded inclusions has been obtained for the first time. The number and the positions of the lateral offset detectors have been optimized by employing a structural similarity index for comparison of the reconstructed with the true absorption data. We present 3D reconstruction of absorption maps using both Monte Carlo simulations and experiments on phantoms with breast-like optical properties. A comparison with conventional 3D reconstruction by a finite element approach shows the superior location performance of tomosynthesis.
Fil: Carbone, Nicolás Abel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Vera, Demián Augusto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Iriarte, Daniela Ines. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Macdonald, R.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; Alemania
Fil: Grosenick, D.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; Alemania
Materia
CW
MULTIPLE SCATTERING
NIR
TISSUE OPTICS
TOMOSYNTHESIS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/142603
Acceder
id CONICETDig_f8e63ee9ce9f58a1ad940651a22cbf13
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/142603
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesisCarbone, Nicolás AbelVera, Demián AugustoIriarte, Daniela InesPomarico, Juan AntonioMacdonald, R.Grosenick, D.CWMULTIPLE SCATTERINGNIRTISSUE OPTICSTOMOSYNTHESIShttps://purl.org/becyt/ford/1.3https://purl.org/becyt/ford/1We present a novel method for obtaining a 3D absorption map of a tissue-like turbid slab in the near-infrared spectral range by tomosynthesis. Transmittance data are obtained for a large number of oblique projection directions by scanning a cw laser source across the surface of the slab and by using a CCD camera for spatially resolved light detection. A perturbation model of light transport is used to convert the intensity maps for the different projections into absorption maps. By applying the tomosynthesis approach to these new maps, 3D absorption information on embedded inclusions has been obtained for the first time. The number and the positions of the lateral offset detectors have been optimized by employing a structural similarity index for comparison of the reconstructed with the true absorption data. We present 3D reconstruction of absorption maps using both Monte Carlo simulations and experiments on phantoms with breast-like optical properties. A comparison with conventional 3D reconstruction by a finite element approach shows the superior location performance of tomosynthesis.Fil: Carbone, Nicolás Abel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vera, Demián Augusto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iriarte, Daniela Ines. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Macdonald, R.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; AlemaniaFil: Grosenick, D.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; AlemaniaIOP Publishing2020-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/142603Carbone, Nicolás Abel; Vera, Demián Augusto; Iriarte, Daniela Ines; Pomarico, Juan Antonio; Macdonald, R.; et al.; Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis; IOP Publishing; Biomedical Physics and Engineering Express; 6; 6; 11-2020; 1-182057-1976CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2057-1976/abc633info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1088/2057-1976/abc633info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:40:57Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/142603instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:40:58.069CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
title Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
spellingShingle Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
Carbone, Nicolás Abel
CW
MULTIPLE SCATTERING
NIR
TISSUE OPTICS
TOMOSYNTHESIS
title_short Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
title_full Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
title_fullStr Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
title_full_unstemmed Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
title_sort Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis
dc.creator.none.fl_str_mv Carbone, Nicolás Abel
Vera, Demián Augusto
Iriarte, Daniela Ines
Pomarico, Juan Antonio
Macdonald, R.
Grosenick, D.
author Carbone, Nicolás Abel
author_facet Carbone, Nicolás Abel
Vera, Demián Augusto
Iriarte, Daniela Ines
Pomarico, Juan Antonio
Macdonald, R.
Grosenick, D.
author_role author
author2 Vera, Demián Augusto
Iriarte, Daniela Ines
Pomarico, Juan Antonio
Macdonald, R.
Grosenick, D.
author2_role author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv CW
MULTIPLE SCATTERING
NIR
TISSUE OPTICS
TOMOSYNTHESIS
topic CW
MULTIPLE SCATTERING
NIR
TISSUE OPTICS
TOMOSYNTHESIS
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.3
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv We present a novel method for obtaining a 3D absorption map of a tissue-like turbid slab in the near-infrared spectral range by tomosynthesis. Transmittance data are obtained for a large number of oblique projection directions by scanning a cw laser source across the surface of the slab and by using a CCD camera for spatially resolved light detection. A perturbation model of light transport is used to convert the intensity maps for the different projections into absorption maps. By applying the tomosynthesis approach to these new maps, 3D absorption information on embedded inclusions has been obtained for the first time. The number and the positions of the lateral offset detectors have been optimized by employing a structural similarity index for comparison of the reconstructed with the true absorption data. We present 3D reconstruction of absorption maps using both Monte Carlo simulations and experiments on phantoms with breast-like optical properties. A comparison with conventional 3D reconstruction by a finite element approach shows the superior location performance of tomosynthesis.
Fil: Carbone, Nicolás Abel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Vera, Demián Augusto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Iriarte, Daniela Ines. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina
Fil: Macdonald, R.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; Alemania
Fil: Grosenick, D.. Physikalisch-Technische Bundesanstalt; Alemania
description We present a novel method for obtaining a 3D absorption map of a tissue-like turbid slab in the near-infrared spectral range by tomosynthesis. Transmittance data are obtained for a large number of oblique projection directions by scanning a cw laser source across the surface of the slab and by using a CCD camera for spatially resolved light detection. A perturbation model of light transport is used to convert the intensity maps for the different projections into absorption maps. By applying the tomosynthesis approach to these new maps, 3D absorption information on embedded inclusions has been obtained for the first time. The number and the positions of the lateral offset detectors have been optimized by employing a structural similarity index for comparison of the reconstructed with the true absorption data. We present 3D reconstruction of absorption maps using both Monte Carlo simulations and experiments on phantoms with breast-like optical properties. A comparison with conventional 3D reconstruction by a finite element approach shows the superior location performance of tomosynthesis.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-11
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/142603
Carbone, Nicolás Abel; Vera, Demián Augusto; Iriarte, Daniela Ines; Pomarico, Juan Antonio; Macdonald, R.; et al.; Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis; IOP Publishing; Biomedical Physics and Engineering Express; 6; 6; 11-2020; 1-18
2057-1976
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/142603
identifier_str_mv Carbone, Nicolás Abel; Vera, Demián Augusto; Iriarte, Daniela Ines; Pomarico, Juan Antonio; Macdonald, R.; et al.; Camera-based CW diffuse optical tomography for obtaining 3D absorption maps by means of digital tomosynthesis; IOP Publishing; Biomedical Physics and Engineering Express; 6; 6; 11-2020; 1-18
2057-1976
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2057-1976/abc633
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1088/2057-1976/abc633
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv IOP Publishing
publisher.none.fl_str_mv IOP Publishing
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613295834660864
score 13.070432

Publicaciones similares