上海交大博士生发表本领域顶级期刊论文

【字体: 时间:2010年03月05日 来源:生物通

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  来自上海交大生物医学工程系生物医学成像与图像处理实验室,美国佛罗里达大学等初的研究人员提出了三源螺旋锥形束CT的快速准精确滤波反投影重建算法。新的算法允许纵向截断的投影数据,并且具有滤波移不变的特性,几乎是在对病人进行扫描的同时,就可进行图像的快速重建。这一研究成果公布在2010年3月医学成像领域的顶级期刊IEEE Transactions on Medical Imaging (TMI)上。

  

生物通报道:来自上海交大生物医学工程系生物医学成像与图像处理实验室,美国佛罗里达大学等初的研究人员提出了三源螺旋锥形束CT的快速准精确滤波反投影重建算法。新的算法允许纵向截断的投影数据,并且具有滤波移不变的特性,几乎是在对病人进行扫描的同时,就可进行图像的快速重建。这一研究成果公布在2010年3月医学成像领域的顶级期刊IEEE Transactions on Medical Imaging (TMI)上。

文章的作者是上海交大吕杨博士,其导师是上海交大赵俊教授与美国弗吉尼亚理工大学的王革教授,近期吕杨博士接连发表了多篇文章,比如发表在《Phys. Med. Biol (PMB)》杂志上的文章,探寻了快速锥形束心脏CT,被评为Phys. Med. Biol年度亮点论文,当年下载次数位居前3%。

传统的心血管影像检查技术主要包括透视,X线摄影,超声心动,核医学检查和心导管造影术。前者空间分辨率低,图像质量差,难以对病变进行全面评价。心导管造影一直被作为“金标准”,但其为有创性检查,有一定危险性,且费用昂贵,使其广泛应用受到制约。近十年来,随着CT及MRI设备及软件的不断进步,心血管系统的CT及MRI成像技术方兴未艾,成为影像领域研究的热点之一。

心脏CT检查是各种CT检查中最复杂的一种,这种检查能查心脏的大体形态,瓣膜钙化,冠状动脉钙化、心包钙化及积液等情况。因为被广泛的用于心脏检查。

在这篇文章中,研究人员提出了三源螺旋锥形束CT的快速准精确滤波反投影重建算法。新的算法允许纵向截断的投影数据,并且具有滤波移不变的特性,几乎是在对病人进行扫描的同时,就可进行图像的快速重建。该项研究为新一代多源CT的研发提供了理论依据和算法基础。

TMI杂志审稿人认为:“这是同一批作者继以往一系列杰出的基础工作之后的又一项成果。论文的水平非常高,尤其注重数学上的严密性。能引起其他研究者的强烈兴趣。”该期刊主编Milan Sonka也认为“这确实是一篇非常棒的论文”!

上海交大生物医学成像与图像处理实验室已在IEEE TMI、Physics in Medicine and Biology (PMB)、Journal of X-ray Science and Technology (JXST)等国际著名医学成像期刊上连续发表相关论文,其研究成果受到了CT成像领域国际同行的高度关注。

研究人员在三源螺旋锥形束CT方面获得了许多成果,比如他们提出了一种三源马鞍线锥形束CT的快速精确重建算法,这种方法将X射线源在对称的位置做了一个圆,每个源轨迹就是一个马鞍曲线,然后分析单一来源中的三源情况,这些曲线分成四个部分,每组都包含了三个不同数据段。

(生物通:万纹)

原文摘要:

Fast Exact/Quasi-Exact FBP Algorithms for Triple-Source Helical Cone-Beam CT.

Cardiac CT has improved over past years, but it still needs improvement for higher temporal resolution in the cases of high or irregular cardiac rates. Given successful applications of dual-source cardiac CT scanners, triple-source cone-beam CT seems a promising mode for cardiac CT. In this paper, we propose two filtered-backprojection algorithms for triple-source helical cone-beam CT. The first algorithm utilizes two families of filtering lines. These lines are parallel to the tangent of the scanning trajectory and the so-called L lines. The second algorithm utilizes two families of filtering lines tangent to the boundaries of the Zhao window and L lines respectively but it eliminates the filtering paths along the tangent of the scanning trajectory, thus reducing the required detector size greatly. The first algorithm is theoretically exact for r< 0.265R and quasi-exact for 0.265R$\leq$ 0.495R, and the second algorithm is quasi-exact for r< 0.495R, where r and R denote the object radius and the trajectory radius respectively. Both algorithms are computationally efficient. Numerical results are presented to verify and showcase the proposed algorithms.

作者简介:

赵俊,副教授,系副主任,上海交通大学生物医学工程专业博士,硕士生导师。2006.9至2007.3,作为访问学者赴美国University of Iowa放射系、电气及计算机工程系开展合作研究。中国生物医学工程学会生物信息与控制分会委员,中国医学影像研究会工程分会理事,中国电子学会高级会员,上海市生物医学工程学会生物医学信息专业委员会副主任,IEEE member。主持国家863高科技计划目标导向型项目“虚拟外翻可视化关键技术及在胃肠道肿瘤诊断中的应用”、国家自然科学基金项目“基于多源多螺旋锥形束的Micro-CT快速精确成像理论”、“基于马鞍线轨迹的多源锥形束心脏CT重建方法研究”、上海市科委纳米专项“DNA‘分子 手术’系统的研制”子课题“生物纳米图像的分析与处理”,作为主要研究人员参加了国家自然科学基金项目“基于语义和内容的医学图像检索理论的研究”、上海市科技发展基金项目“立体X-CT的研究”、中法国家级合作项目“计算机辅助外科手术中导航和被动多眼定位器的研究”、美国NIH项目等项目的研究。2005年27届IEEE生物医学工程学会国际年会Track Chair。IEEE Transactions on Medical Imaging、Medical Physics等期刊审稿人。国家精品课程“生物医学图象处理”主讲,为本科生和研究生主讲过“生物医学图像处理”、“医学图像处理”、“CT原理”、“随机信号处理”、“科技英语”等课程。2004年获上海市教学成果一等奖、上海交通大学教学成果特等奖,2003年获上海交通大学生命学院优秀教师奖,2005年上海交通大学优秀教师奖(周徐锦芝奖)。发表学术论文30余篇。专利申请20项。
 

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