《雙能譜CT成像方法研究》是依託天津大學，由鄒晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：雙能譜CT成像方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄒晶
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
疾病早期診斷要求CT圖像能夠反應病灶組織和器官實質的細微差異，即要求CT圖像具有更高的解析度和更加豐富的信息。然而，傳統醫學CT圖像忽略了能量信息，獲取的是平均能量下的衰減係數(CT數)，無法滿足疾病早期診斷的需求。增加圖像信息、提高信息精度則成為醫學CT設備研製和套用中迫切需要研究的問題。本項目擬從基材料分解模型出發，結合蒙特卡羅仿真、理論分析和實際實驗方法，研究基於系統最佳化的雙能譜CT成像方法。研究工作圍繞成像系統、數據採集、重建算法和物理因素相關的圖像顯示方面展開。揭示成像系統條件與成像算法適定性之間的關係，在此基礎上最佳化採集條件和成像算法，以獲取高對比度、多信息(等效原子序數、等效電子密度、線性衰減係數)的CT圖像。進一步分析多信息CT圖像的敏感因素，建立動態信息增強的彩色顯示方法。本項目的實施將使CT圖像能夠更靈敏的反應疾病早期的細微變化，為疾病早期診斷提供更有效的信息。
結題摘要
雙能譜CT不僅能夠重建被測物體的衰減係數，而且能夠重建被測物體的等效原子序數和電子密度。雙能成像方法具有較高的檢測精度和材料識別能力，將成為未來的定量研究的重要手段。目前，雙能成像工作的研究方興未艾。本項目著眼於這個前沿研究領域，基於蒙特結合蒙特卡羅仿真、理論分析和實際實驗方法，研究基於系統最佳化的雙能譜CT成像方法。基本完成了預期研究目標，取得了較好的研究成果。通過蒙卡方法研究了雙能譜對成像的影響，並設計了系列的濾波片，包括：不同厚度的鋁、鋼、銅、氟化鈣、二氧化矽、硒等濾波片，實現了不同能譜的調製。研究實現了兩種雙能重建方法：（1）一種是基於標準模體的雙能重建方法，主要通過系列不同材料、尺寸的模體進行預先的掃描、校準，獲取校準係數，然後再將校準係數套用到實際雙能成像中。這種方法的優點實際重建過程簡單、快速、方便，只需要利用預重建的校準係數對實際掃描數據處理，再直接重建即可。缺點是：要進行多套不同尺寸、材質的模型的製作，預處理，並且注意校準係數的選擇；（2）另一種是適於雙能譜的疊代型重建方法，該首先將雙能譜CT對應的非線性問題線性化得到一個線性方程組，然後利用疊代方法對該線性方程組進行求解，最後利用求得的方程組的解對圖像進行更新。該方法的主要優點是其靈活性，它能夠適用於常用的各種掃描模式，對於幾何一致和不一致投影均有效。同時，建立了特定的基於兩種材質的雙能重建方法，能夠進行雙材質物質的分離。
