提高乳腺组织类同轴相衬成像质量的关键技术问题研究

X射线相衬成像技术已经成为软组织成像诊断研究的发展趋势。其中，类同轴相衬成像方式因其理想的工程可行性，被公认为目前最适合实现临床医学应用转化的相衬成像技术之一。但类同轴相衬成像在光源、探测器等方面的系统缺陷以及成像过程中非相干散射等微观效应的干扰，严重影响成像结果的图像质量，成为阻碍其临床推广应用的技术难题。构建类同轴相衬成像的精确物理模型，指导成像系统设计及诊断成像参数选取，可望抑制相衬效应的削弱；进一步地，将图像复原技术引入类同轴相衬成像研究领域，以此弥补成像系统及成像过程的非理想性所造成的图像质量恶化，可望有效提高成像结果的图像可见度。本课题拟构建适用于乳腺癌早期诊断的X射线类同轴相衬成像精确物理模型，定量分析影响乳腺组织相衬成像质量的主要因素，并以此为基础，发展合理的类同轴相衬成像退化模型，实现面向相衬的先进图像恢复算法，满足乳腺组织相衬成像应用对成像灵敏度、分辨率和稳定性的要求。

本课题完全按照项目原计划设计内容进行，未做任何调整。本项目实际完成情况如下：1.完成类同轴相衬成像测量实验系统的标定与系统特性抽取，以此为基础，发展类同轴相衬成像模拟数据仿真器，构建相衬成像系统精确物理模型。2. 构建了合理的类同轴相衬成像退化模型框架，实现功能完备、理论严密的面向相衬的图像恢复方法。3.开展模拟组织体以及大鼠的成像实验，通过实验验证，评估系统和算法的综合性能。本项目取得的主要成果如下：通过本课题，项目组取得了国内外认可的研究成果。依托本课题，发表了国际高水平论文6篇，国内核心期刊5篇，一般期刊2篇，发表国际会议论文4篇，其中一篇为会议口头报告。申请国家发明专利共6项，其中2项已授权。项目负责人晋升副教授，并入选天津大学“北洋学者-青年骨干”计划。通过本课题的工作，项目负责人取得了国内外良好的影响力。项目负责人受邀成为3个国际期刊的编委，包括International Journal of Radiology, International Journal of Neurology Research 和Jacobs Journal of Bioinformatics and Proteomic。并受邀为10个国内外期刊的评审论文，包括Biomedical Signal Processing & Control, Journal of X-Ray Science and Technology, Digital Signal Processing: A Review Journal, BioMedical Engineering OnLine等期刊。