课题基金 / 基金详情

多期对比增强超低剂量CT成像方法及应用

批准号:
12226007
项目类别:
数学天元基金项目
资助金额:
200.0 万元
负责人:
杨健
依托单位:
学科分类:
与其他领域的交叉
结题年份:
2024
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨健

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
血管、实质脏器多期对比增强CT成像是临床应用最广的影像检查手段之一。然而,碘对比剂相关不良反应,多期扫描X线辐射剂量急速攀升,是限制其在心血管、肿瘤早筛和复查等应用的主要瓶颈。采用适宜的对比剂注射方案、开展个体化的CT扫描技术、实现低/超低剂量的优质CT成像是亟待攻克的重大临床问题。基于此,本项目拟开展:(1)依托涵盖受检者身型与心功能、增强CT全流程质控参数的大样本数据集,通过融合刻画数据误差的统计模型和成像机理模型,构建个体自适应的多期对比增强CT成像方案;(2)建立耦合对比剂注射方案及其碘的k边缘效应与CT扫描参数的成像模型,结合高维正则化学习方法实现特征筛选和图像质量综合优化,构建低/超低剂量CT图像重建算法;(3)通过引入持续学习法,开发个体化的超低剂量多期对比增强CT成像体系,开展临床示范应用。本项目将为临床提供个体化的低对比剂用量、低辐射剂量和高质多期图像的CT检查优化方案。
英文摘要
Multi-phase contrast-enhanced CT imaging of blood vessels and parenchymal organs is one of the most widely used imaging exam approach in clinical practice. However, the contrast medium-related adverse reactions and rapid increase of X-ray radiation dose from multi-phase scanning have been the main bottlenecks which limit its application in cardiovascular, early screening and re-examination of tumors and so on. High-quality CT imaging at low/ultra-low doses with the use of appropriate contrast media injection protocols and individualized CT scanning technology is a major clinical issue that need to be overcome. To this end, this project aims to carry out: (1) Based on the large sample dataset including the patients’ body size and cardiac function, and contrast enhanced CT parameters with all-process quality control, an individual-adaptive multi-phase contrast-enhanced CT imaging scheme will be constructed by fully fusing the imaging fundamentals-based mechanism model and the statistical model characterizing the data error; (2) Imaging model coupled with contrast medium protocol and its iodine k edge effect and CT scanning parameters will be established, and low-dose and ultra-low-dose CT image reconstruction algorithms will be constructed with high-dimensional regularization learning method to achieve feature screening and comprehensive optimization; (3) Through the introduction of continuous learning methods, we will develop an individual-adaptive ultra-low-dose multi-phase contrast-enhanced CT imaging system and carry out the pilot applications. This project will provide an individualized CT examination optimization scheme with low contrast medium dosage, low radiation dose and high-quality multi-phase images for clinical practice.
血管与实质脏器增强CT是当前临床应用最为广泛的影像检查手段。然而,碘对比剂与CT扫描方案等质控因素繁杂难以个体化、多期检查辐射剂量攀升,是造成当前检查期相不准、图像质量不佳、辐射风险防控不到位、诊疗效率低下的重要原因。如何进行增强CT检查质控,并以此优化对比剂与CT扫描方案,实现优质低/超低剂量成像是亟待攻克的重大问题。针对上述临床难题,本项目以数学模型与深度学习为技术基础,重点研究了个体自适应增强CT成像及低/超剂量深度学习CT重建方法,主要包括:(1)在构建一站式增强CT个体信息采集系统基础上,完成多模临床多中心数据库平台搭建(冠脉CTA与腹部增强CT数据集5000余例),完成多模数据心衰预测构建与腹部增强CT期相质控,以及影像检查智能预约与辐射剂量管理系统开发;(2)基于深度学习完成系列低剂量和超低剂量增强CT图像重建、噪声恢复及图像自动配准算法;(3)开展超低管电压60kV增强CT以及肺结节与肝脏等低剂量增强CT示范应用;(4)并对低剂量CT的潜在生物学效应进行了拓展研究。在本项目资助下,项目组在医学成像领域顶刊IEEE Transactions on Medical Imaging、IEEE Transactions on Image Processing等共发表学术论文8篇;申请国家发明专利3项,获批软件著作权1项;培养博士研究生5人、硕士研究生6人,培养中青年学术骨干3人。项目研究成果为实现个体自适应的智能化、低辐射剂量增强CT提供了有力的核心技术支撑。
基于新生儿脑结构像MRI病灶表征的ADHD预测研究
  • 批准号:
    81971581
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    杨健
  • 依托单位:
局灶性白质损伤患儿脑微结构隐性病变的早期MRI个体化评估
  • 批准号:
    81771810
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    杨健
  • 依托单位:
非低出生体重早产儿脑结构及其网络的纵向MRI研究
  • 批准号:
    81471631
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    杨健
  • 依托单位:
新生儿缺血缺氧脑病的磁共振扩散峰度成像新技术研究
  • 批准号:
    81171317
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    杨健
  • 依托单位:
国内基金
海外基金