《三源錐束螺旋CT成像方法研究》是依託山東科技大學，由陳明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三源錐束螺旋CT成像方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳明
- 依託單位：山東科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多源錐束CT能夠突破傳統CT時間解析度的局限，在動態器官成像方面具有獨特的優勢，目前已成為國際研究熱點。此外，多源CT在能量成像方面更具優勢，它能夠獲得更豐富的物質結構和成分信息，有助於疾病的早期診斷。三源錐束CT技術作為新一代的代表，正處於研究活躍期，存在很多問題亟待解決。本項目主要研究：(1)根據Smith 三維精確重建的充要條件，設計不同半徑的三源三螺旋掃描模式，結合跨PI線和M線的概念，推導不同半徑的三螺旋CT重建公式，實現同樣設備下更大水平視野的三維精確重建；(2)分析重建算法的並行性，開展GPU加速重建算法；(3)進一步考慮多能譜下的三螺旋CT重建，提高重建圖像襯度。本項目的順利實施能夠給醫學三源CT設備的設計、研發提供重要指導。
結題摘要
多源CT成像能夠突破傳統CT技術的時間解析度的局限，對動態器官如心臟的成像具有獨特的技術優勢。隨著雙源CT技術的臨床套用，三源和多源錐束CT技術備受關注並成為CT領域的研究熱點之一。三源CT作為新一代CT的代表，正處於研究活躍期，很多問題亟待研究。三源CT成像技術的基礎研究和關鍵技術的突破對國產高端影像設備研發起到積極的推動作用。本項目主要研究了三源大視野重建方法，包括扇束和錐束情況，以及多能譜重建方法。（1）根據二維和三維精確重建條件，a）提出了三源圓軌跡扇束、錐束截斷的掃描模式，設計了圓軌跡上三個射線源的位置和三組探測器的位置，使得完全覆蓋待檢測物體，其中包括三個射線源半徑相同和不相同的情況；b）提出了三源螺旋軌跡錐束大視野掃描模式，三個射線源在半徑不同螺旋線上運動；上述掃描模式中的三組扇束或是錐束掃描數據在水平方向均存在截斷，此類掃描模式可以在相同的硬體設備下獲得更大的掃描視野，掃描更大尺寸的病灶和工件；（2）給出了相應於（1）中的幾種掃描模式的重建算法：a）三源圓軌跡半徑相同扇束掃描FBP型重建算法和短掃描重建算法；b）三源圓軌跡半徑相同錐束掃描FDK型重建算法；c）基於M線的三源螺旋半徑不同錐束掃描重建算法；（3）基於基材料分解方法提出了一種雙材質物質分離的重建算法。初步試驗結果表明，算法可以分別重建出雙材質物體中的兩種物質，並且可以獲得任意能量下的單能重建圖像，在一定程度上提高圖像的對比度。總之，本項目設計了幾種三源的扇束和錐束掃描模式，並給出了相應的重建方法，實現了在同樣設備條件下更大尺寸的物體的重建；給出了一種雙能譜重建方法。本項目的研究內容能夠實現更大和更高解析度的CT圖像重建，有關研究結果為三源CT系統的研究提供了一定的理論指導和技術支持。另外，本項目研究期間共發表10篇論文，其中7篇SCI檢索論文，3篇EI檢索論文；申請了3項國家發明專利；獲得了一項廳級和一項社會力量獎勵；項目組培養和協助培養了2名博士後，1名博士和2名研究研究生；項目組成員中有4人獲得了省部級等不同層次的人才計畫的資助出國訪問學習1年。
