中國科大附一院在CT成像研究領(lǐng)域取得重要進展

中國科大附一院(安徽省立醫(yī)院)醫(yī)學(xué)物理實驗室楊益東教授團隊連續(xù)在錐束CT和能譜CT成像研究方面取得重要進展：提出了一種穩(wěn)定可靠、準(zhǔn)確快速的錐束CT圖像重建算法，解決了錐束CT圖像偽影的難題，放療放射劑量計算的準(zhǔn)確度及腫瘤病灶和軟組織器官的辨識度均大幅改善。同時，首次提出了圖像域雙能圖像信息矢量化分解的數(shù)學(xué)算法，將能譜CT圖像中不同的組織成分精確地區(qū)分開來，并大幅提高了圖像的質(zhì)量。以上成果相繼發(fā)表在國際醫(yī)學(xué)物理領(lǐng)域的頂級期刊Medical Physics上。

不同于傳統(tǒng)診斷CT 常用的扇形束掃描結(jié)構(gòu)，錐形束CT 采用大面積錐形x 射線束掃描，掃描一圈即可獲得需要掃描的患者部位的三維結(jié)構(gòu)圖。相較于傳統(tǒng)的診斷CT，錐束CT 具有開放性、小型化、可兼容和可靈活移動的優(yōu)勢，已經(jīng)作為不可或缺的影像手段，廣泛應(yīng)用于臨床腫瘤放射治療中的患者擺位、介入治療中的圖像引導(dǎo)，以及骨科中的手術(shù)計劃和術(shù)中引導(dǎo)。據(jù)楊益東介紹，錐束CT單次旋轉(zhuǎn)成像體積大，光子散射嚴(yán)重并造成圖像偽影，極大制約了成像質(zhì)量。為了解決這個難題，楊益東團隊提出了一種穩(wěn)定可靠、準(zhǔn)確快速的錐束CT 圖像重建算法。該方法利用患者診斷CT 中的先驗信息，通過局域濾波，準(zhǔn)確地計算、消除錐束CT 投影中的散射信號，從而實現(xiàn)對錐束CT 圖像的偽影校正。經(jīng)過校正后的圖像，CT 像素值誤差減少了百分之九十(從大于150 HU 降到15 HU 以內(nèi))，圖像均勻度和對比度顯著提升，放療放射劑量計算的準(zhǔn)確度及腫瘤病灶和軟組織器官的辨識度均大幅改善。同時，該算法采用了GPU計算加速，整個錐束成像用時僅33秒，大幅提高了成像效率。