衍射增强成像及其图像处理在典型生物软组织中的应用研究

相衬成像技术是近年来研究开发的高衬度和高空间分辨率的新型成像技术，可满足生物软组织微观成像条件，获得软组织的丰富内部微观结构细节。衍射增强成像(diffraction enhanced imaging, DEI)是相衬成像技术的研究热点。本课题拟结合DEI的成像原理和软组织特点，利用已有的肝脏、肺、耳蜗和软骨等典型生物软组织的DEI图像数据和乳腺等样品的实验数据，经DEI信息提取和CT重建及数据统计处理分析，同时利用图像处理方法对样品信息的深层次融合和伪彩色处理等进行研究，总结出DEI对不同生物软组织的成像特异性和样品信息与生物软组织间的映射关系，获得样品高质量图像及三维精细微观结构，丰富和加深典型生物软组织的相衬成像理论与方法，旨在探索相衬成像及其图像处理在生物医学应用中的新途径。

相衬成像技术是新近出现的高衬度和高空间分辨率的成像技术，可满足生物软组织微观成像条件，获得软组织丰富内部微观结构细节。课题结合衍射增强成像(diffraction enhanced imaging, DEI)的原理和软组织特点，对DEI信息提取方法进行研究。研究通过对摇摆曲线进行高斯拟合，提出了一种新信息提取方法，即GDEI (generalized DEI)方法，它是原EDEI(extended DEI)方法的改进。GDEI方法很好地克服了EDEI方法对摇摆曲线进行二阶泰勒近似的缺点。通过对GDEI模型误差分析进一步研究了引起图像错误的因素。此外，利用相衬CT技术，不同级别的肝纤维化三维微血管能够清楚地显示出来。利用血管走向、扭曲变形和血管内壁纹理特征等的定性和定量分析，能够很好地显示出不同级别肝纤维化差别。同样，相衬CT技术能够很好地展现出肝血管瘤的三维微结构，肝血管瘤中肝血窦的一些重要形态和病理特征（如肝血窦中的血栓，肝血窦直径、表面积和体积等）能够精确地测量或显示出来。而且，利用肝细胞癌、耳蜗和脑等典型生物软组织，进一步研究了相衬CT技术的生物医学应用特点。课题借助相衬成像技术的信息提取和CT重建，获得了软组织的高质量图像及三维微结构。目的在于丰富和加深典型生物软组织的相衬成像理论与方法，探索相衬成像及其图像处理在生物医学应用中的新途径。