CT成像全称“x射线计算机断层成像”，广泛应用于疾病诊断和图像引导的治疗。中国科大附一院（安徽省立医院）医学物理实验室杨益东教授团队近期连续在锥束CT和能谱CT成像方面取得重要进展：提出了一种稳定可靠、准确快速的锥束CT图像重建算法，解决了锥束CT图像伪影的难题，放疗放射剂量计算的准确度及肿瘤病灶和软组织器官的辨识度均大幅改善；首次提出了图象域双能图像信息矢量化分解的数学算法，将能谱CT图像中不同的组织成分精确地区分开来，并大幅提高了图像的质量。成果相继发表在国际医学物理领域的顶级期刊Medical Physics上。

不同于传统诊断CT常用的扇形束扫描结构，锥形束CT采用大面积锥形x射线束扫描，扫描一圈即可获得需要扫描的患者部位的三维结构图。相较于传统的诊断CT，锥束CT具有开放性、小型化、可兼容和可灵活移动的优势，已经作为不可或缺的影像手段，广泛应用于临床肿瘤放射治疗中的患者摆位、介入治疗中的图像引导，以及骨科中的手术计划和术中引导。

但是，锥束CT单次旋转成像体积大，光子散射严重并造成图像伪影，极大制约了成像质量。为了解决这个难题，杨益东团队提出了一种稳定可靠、准确快速的锥束CT图像重建算法。该方法利用患者诊断CT中的先验信息，通过局域滤波，准确地计算、消除锥束CT投影中的散射信号，从而实现对锥束CT图像的伪影校正。 

经过校正后的图像，CT像素值误差减少了百分之九十（从大于150HU降到15HU以内），图像均匀度和对比度显著提升，放疗放射剂量计算的准确度及肿瘤病灶和软组织器官的辨识度均大幅改善。同时，该算法采用了GPU计算加速，整个锥束成像用时仅33秒，大幅提高了成像效率。该论文通讯作者是我院肿瘤放疗科杨益东教授，中国科学技术大学崔贺贺同学是论文第一作者。论文题目是“Planning CT Guided Robust and Fast Cone-beam CT Scatter Correction Using a Local Filtration Technique”。

这是杨益东团队本年度在Medical Physics期刊上发表的第二篇论文。此前，该团队在能谱CT成像方面刚刚取得重要进展。能谱CT （spectral CT）也是CT成像领域的研究重点，国内外医学影像巨头都已经纷纷布局能谱CT研发和临床推广。

  能谱CT现有方法与所提方法的结果对比

第一行是现行方法，第二行是团队提出的新方法

杨益东团队首次提出了图象域双能图像信息矢量化分解的数学算法，结合联合双边滤波，不仅将图像中不同的组织成分精确地区分开来，而且大幅提高了图像的质量。

该论文通讯作者是杨益东教授，中国科学技术大学朱磊教授是共同通讯作者，中国科学技术大学物理学院姜潇同学是论文第一作者。论文题目是“Fast and Effective Single-Scan Dual-Energy Cone-Beam CT Reconstruction and Decomposition Denoising Based on Dual-Energy Vectorization”。

中国科学技术大学医学物理实验室是由附属第一医院和物理学院联合支持的理、工、生、医融合的交叉学科研究中心。团队刚刚发表的两项成果，就是医学、物理与数学科学交叉融合开花结果的最好例证。

团队的研究领域包括：放射治疗物理、医学影像物理、放射生物物理，主要研究方向是“多模态医学影像”和“图像引导的放射治疗”。团队曾自主研制了世界第一台多模态图像引导的精准放射治疗系统，拥有自主研发的先进的放射治疗和医学影像设备以及尖端的转化医学研究实验平台。

Medical Physics作为世界医学物理学领域的权威顶级期刊，成立于1974年，是美国医学物理协会的会刊，也是加拿大医学物理组织和加拿大医学物理师学院的官方科学期刊，旨在发表运用放射物理、计算数学、医学工程等医学物理学的原理和方法而达成的高影响力与高创新性的研究，从而提升临床质量，促进人类健康。(张想 /文  黄歆/图 杨益东/审核)

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