《基於格子波爾茲曼模型的CT圖像金屬偽影消除方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由李莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於格子波爾茲曼模型的CT圖像金屬偽影消除方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李莉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
好的放射治療的實施，需要放療專科醫師精確地進行治療設計，以達到最大程度地治療腫瘤和最大程度地保護正常組織的雙重目的。當對人體進行CT掃描時，腫瘤附近的金屬物質會對被檢測的區域造成干擾，從而使得重建圖像中出現金屬偽影。探究金屬偽影產生的真正原因是徹底消除金屬偽影，避免臨床誤診的根本。本項目擬將金屬偽影的消除歸結為數學中的反問題，開展相關研究。在理論層面，基於格子Boltzmann方法的並行性和穩定性，結契約倫法的大範圍收斂性，提出兼具收斂和穩定的新的Boltzmann方法；在套用層面，將其套用於醫學CT圖像的金屬偽影消除，為醫學圖像處理提供快速、優質、安全的重建方法。治療體位下的CT圖像金屬偽影消除研究，對保證精確定位、精確計畫和精確治療的實施，提高病人的生存質量具有重要意義。同時，該研究涉及圖像處理領域的一些基本問題，具有極大的套用價值和科學意義。
結題摘要
好的放射治療的實施，需要放療專科醫師精確地進行治療設計，以達到最大程度地治療腫瘤和最大程度地保護正常組織的雙重目的。人體進行CT掃描時，CT成像中腫瘤附近的金屬偽影會對臨床診斷造成干擾，容易導致誤診，甚至危及病人的生命。為解決這類醫學問題，本項目將金屬偽影的消除問題歸結為數學中的反問題。基於全變分方法對於非光滑函式反演的有效性，以及同倫方法的大範圍收斂性，通過引入Bregman距離概念，分別構造了Runge-Kutta型全變分正則化方法和一類基於同倫攝動的新的全變分疊代格式，通過理論證明、以及仿真實驗，驗證了所提的這兩種新的全變分方法是魯棒的。此外，我們對於項目合作單位哈爾濱醫科大學為本項目所提供的CT臨床數據，已進行了分類篩選，並建立了資料庫，以利於後續階段的繼續研究。下一階段，引入格子Boltzmann方法，結合全變分提出新方法，並考慮將這幾種方法用於臨床，在套用層面，驗證方法消除CT圖像中金屬偽影的可行性。已經發表SCI論文2篇，培養碩士研究生2名，協助培養碩士研究生2名。
