《基於等斜率疊代算法的生物樣品低劑量三維成像研究》是依託山東大學，由江懷東擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於等斜率疊代算法的生物樣品低劑量三維成像研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：江懷東
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
實現生物樣品的低劑量三維成像，對於基礎生命科學研究和醫學套用具有重要意義。圖像重建技術是X射線層析成像的核心和關鍵，本項目擬採用等斜率疊代這一新算法進行圖像重建。該方法是基於偽極傅立葉變換，用等斜率方式取代傳統CT的等角度方式採集投影，利用少量投影獲得高精度圖像，從而降低樣品輻射劑量。本項目擬充分利用上海光源，通過對線站設備的適當改進，最佳化和套用等斜率疊代算法，開展生物樣品的低劑量、高分辨、定量化三維成像方法研究。針對上海光源線站的特點，將等斜率疊代算法分別和掃描透射X射線成像與相襯成像結合，實現在投影數目較少或數據不全情況下生物樣品的三維高分辨成像；並探索活體生物的三維成像。希望通過本項目研究，豐富和發展上海光源線站成像方法，提升我國大科學裝置在活體生物成像及三維高分辨成像方面的研究能力。
結題摘要
為豐富和發展上海同步輻射光源線站成像方法，提升了我國大科學裝置在活體生物成像及三維高分辨成像方面的研究能力，本項目利用上海同步輻射大科學裝置，通過對線站成像設備的改進和等斜率疊代三維重建算法的最佳化，開展了生物樣品的低劑量、高分辨、定量化三維成像方法研究，實現了從厘米到微米尺寸生物樣品的低劑量成像，相比傳統X射線成像技術，其輻射劑量得到大幅度降低。其中，在上海光源13W線站上利用同軸相位襯度成像方法，實現了蚯蚓和活體黃粉蟲的三維高分辨成像；在08U線站上利用掃描透射X射線成像方法實現了投影數目較少情況下大尺寸巨噬細胞的三維高分辨成像；同時，還利用X射線自由電子雷射裝置開展了衍射增強相干衍射單脈衝成像方法，實現了弱衍射趨磁細菌的二維高分辨定量成像，為最終實現生物樣品納米解析度的低輻射成像進行了探索。通過本項目生物樣品的低劑量成像研究，不僅豐富和發展了我國大科學裝置線站成像方法，而且對基礎生命科學研究和醫學套用具有重要意義。目前，本項目已發表SCI論文9篇，申請並授權相關發明專利1項。在項目實施期間培養博士生5人，碩士生4人，並按照國際交流合作計畫順利完成學術交流和合作。
