新型专用CT 设备研发

2021-12-08 精准医疗应用中的建模与计算、年份、2022年度 浏览量:4324 返回上一级

研究内容:研制三台新型专用CT设备:高分辨微纳米锥束CT、移动式颅脑锥束医学CT、多功能骨科彩色锥束CT。

研究目标:(1)高分辨微纳米锥束CT:实现 “投影放大+光学放大”的二级放大技术,射线源焦点漂移轨迹动态实时提取等算法,使成像空间分辨率最高达到500nm。(2)移动式颅脑锥束医学CT:最高 100 微米的成像分辨率空间分辨率 2048 x2048xZ,1024≤Z≤2048,密度分辨率 0.3%。(3)多功能骨科彩色锥束CT:最高50um的成像分辨率,比目前常规医学CT分辨率高10倍,单次扫描剂量<10mAs,能够自动识别被测人体四肢中的骨头和软组织等物质。

研究方案:成像团队首先对三款待研发的 CT 设备进行医学应用的调研, 确定其适用的医学应用场景。 其次,这三款设备由对应研究人员负责同步研发。 在硬件购买和组装过程中, 相应的扫描软件、重建软件及后期的分析软件也在同步进行。 设备组装好后, 相应的开发人员结合设备进行进一步的调试、对扫描软件和重建软件进行进一步的调优。 后期的图像分析及诊断功能也由专业人员同步进行。同时, 成像团体将进行低剂量及神经网络的成像理论进行研究。 综合统计噪声模型和物理模型,针对低剂量CT 成像任务,将研究如何在网络化的解析域变换基础上,搭建特定的卷积神经网络。 结合 WGAN (Wasserstein Generative Adversarial Network)网络,并对其进行调优, 比如,合理有效的损失函数与训练策略设计可进一步提升重建图像质量。

核心团队:南方科技大学方复全院士课题组在代数拓扑和微分几何、概率统计基础理论、步态分析、数学模型等领域开展了多年工作,取得了丰富的研究成果,在国际一流期刊上发表了多篇高引用论文。具有扎实的理论基础和案例积累,来解决CT图像及其他精准医疗应用领域中的瓶颈问题。另外,方复全院士担任北京市高精尖创新中心主任(每年1亿,为期5年),在精准医疗方面积攒了丰富的实战经验。