Alrecon: aplicación web de reconstrucción por tomografía computarizada basada en Solara

La tomografía computarizada con rayos X de sincrotrón es una técnica de imagen 3D no destructiva que ofrece la posibilidad de estudiar la microestructura interna de las muestras con alta resolución espacial y temporal. Dada su calidad de imagen inigualable y velocidad de adquisición, así como la posibilidad de preservar las muestras, existe una creciente demanda de esta técnica por parte de usuarios científicos de innumerables disciplinas. La reconstrucción por tomografía computarizada es el proceso computacional mediante el cual las radiografías experimentales se convierten en una imagen 3D significativa después del escaneo. El procedimiento implica pasos de preprocesamiento para la corrección del fondo de imagen y artefactos en los datos en bruto, un paso de reconstrucción que aproxima la transformación inversa de Radon, y la escritura de la imagen del volumen reconstruido en disco. Existen varios paquetes de Python de código abierto para ayudar a los científicos en el proceso de reconstrucción por tomografía, ofreciendo implementaciones eficientes de algoritmos de reconstrucción que aprovechan las unidades centrales (CPU) o de procesamiento gráfico (GPU), y automatizando porciones significativas del proceso de procesamiento de datos. Un aumento adicional en la productividad se logra al programar y paralelizar reconstrucciones exigentes en clústeres de computación de alto rendimiento (HPC). Sin embargo, la inspección visual y la selección interactiva de parámetros de reconstrucción óptimos siguen siendo pasos cruciales que a menudo se realizan en estrecha interacción con el usuario final de los datos. Como resultado, la tarea de reconstrucción implica más de un software. Se proporcionan interfaces gráficas de usuario para la inspección rápida y optimización de reconstrucciones, mientras que a menudo se accede a los recursos de HPC a través de scripts e interfaces de línea de comandos. Proponemos Alrecon, una aplicación web en Python puro para la reconstrucción tomográfica construida utilizando Solara. Alrecon ofrece a los usuarios un entorno intuitivo y reactivo para explorar datos y personalizar flujos de trabajo de reconstrucción. Aprovechando herramientas populares de visualización de imágenes 3D, y proporcionando una interfaz fácil de usar para la programación de reconstrucciones en recursos de HPC, Alrecon garantiza productividad y uso eficiente de recursos para cualquier tipo de usuario de línea de haz.