《多能彩色CT關鍵技術研究》是依託東北大學，由康雁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多能彩色CT關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：康雁
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
計算機斷層成像(CT)因其解析度高、掃描速度快已經成為臨床的常規檢查設備，在臨床診療過程中起著不可替代的作用，但它仍然面臨射束硬化偽影、高輻射劑量、低對比度、組織分辨差，以及僅能成形態像,無法提供物質組成信息等問題。X射線具有連續的能譜，穿過物質後的射線中包含著豐富的衰減信息，如何有效利用和挖掘X射線中豐富的多能信息已經成為CT領域的國際研究熱點。多能CT成像可以有效地獲得物質成分信息，降低輻射劑量，增強軟組織對比度，全方位提升CT的成像質量，推進CT從形態到功能、從定性到定量的轉變。本研究基於項目組成員前期工作積累和經驗針對多能CT成像以下幾個核心技術開展研究：1、高效的多能譜探測器；2、高速微弱快信號前端電子電路；3、多能譜圖像重建算法和圖像處理方法,並在此基礎上形成多能彩色CT的原理機。該研究將有助於縮小我國CT核心技術與國際先進水平的差距，推動我國CT產業跳躍式發展。
結題摘要
X 射線具有連續的能譜，穿過物質後的射線中包含著豐富的衰減信息，然而傳統CT把多能的X射線當作單能量射線處理，遺失了不少有價值的信息。多能CT 成像區別於傳統CT成像原理，可以有效地獲得和利用能譜信息，這些信息可以用來辨別物質成分、降低輻射劑量、增強軟組織對比度，全方位地提升了CT 的成像質量，推進CT 從形態到功能、從定性到定量的轉變。本研究基於項目組成員前期工作積累和經驗，聚焦在多能CT 成像原理、多能重建方法及多能圖像處理方法、多能彩色CT原理機這幾個方面。在4年的時間內（2013.01-2017.12），超出了項目申報時的預期，在以下幾方面取的了較大的進展，具體包括： （1） 開展了基於GATE平台的多能彩色CT成像過程模擬及多能圖像分析； a. 基於GATE的雙層探測器模擬雙能CT系統光子放射過程分析； b. 基於GATE的能譜CT識別Li、Na、O單物質方法研究； c. 基於GATE的單能量去金屬偽影方法研究。 （2） 提出了多種性能優越的能譜CT成像方法，包括： a. 基於梯度下降法的雙能譜CT投影分解算法； b. 基於遺傳算法的雙能譜CT投影分解算法； c. 基於最大似然-可分離拋物面型替代函式的雙能CT重建算法； d. 基於可分離二次型全變分最小化的CT稀疏投影和有限角度圖像重建。 （3） 設計並實現了基於光子計數型X射線探測器及多能CT原理機： a. 高效的多能譜探測器及其高速微弱快信號前端電子電路研究； b. 同步脈衝透視多能CT及同步技術； c. 基於壓縮感知的光子計數X射線能譜探測裝置及成像系統； d. 基於visual C++的 多能彩色Micro-CT運動控制系統。 目前項目組已經完成了相應的研究工作，達到了結項要求，研究成果主要體現在：在國內外期刊和會議上發表學術論文16篇，其中SCI檢索11篇，申請國內專利16項，出版專著1部，培養博士研究生6名，培養碩士研究生26名。項目組成員還充分利用東北大學與東軟醫療系統有限公司的產學研關係，把項目研發的一些關鍵算法及技術成功套用到東軟的產品中。課題的研究有助於縮小我國CT核心技術與國際先進水平的差距，推動我國CT 產業跨越式發展。
