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★碳纳米管CT

  碳纳米管CT为基于碳纳米管射线源、光子计数探测器和新型CT系统的成像方法的新一代CT。该系统可以克服传统CT由于球管体积庞大以及超精密滑环系统的存在而导致的CT成像X光源数目的限制以及速度受到限制、设备制造成本昂贵、成像速度不够理想等困难。

  我们的研究工作亮点:

    1 碳纳米管CT系统所采用的碳纳米管制成的阴极射线管体积小、速度快,时空可调控,可以通过“场致发射”来产生高能电子,使得该技术具有微型化、快点火特点。

    2 碳纳米管CT系统所采用的光子计数成像技术实现从能量积分到光子计数成像的跨越,被誉为第四代X射线探测技术,具有量子效率高、信噪比高、空间分辨率高、时间分辨率高、密度分辨率高等优点,该技术使碳纳米管CT系统的有效射线剂量降低40%~50%。

    3 在图像重建方面,碳纳米管CT系统采用稀疏数据、有限角度重建方法,及非圆周扫描方式的图像重建,将获得更短的扫描采集时间、更高的空间分辨率及更优异的图像质量及剂量性能。

 

 

 

 

 

★口腔CT

低剂量口腔CT成像系统

  低剂量口腔CT成像系统(简称口腔CT)是一种应用X射线数字成像技术与计算机技术,对口腔及内部结构进行无损三维解剖成像的系统。此系统具有无损、分辨率高、无影像重叠、无畸变、剂量低等性能优点,主要用于口腔种植、齿科外科、牙体牙髓科、牙周疾病等方面的医学诊断。此外,利用此系统分辨率高、影像无畸变的数字化成像优势,还可用于颅面器官的有限元分析、人工器官及手术导板的逆向工程制作、手术导航模拟及与磁共振数据、面部形貌数据、修复扫描数据、生物物理数据、骨关节运动数据等多种数据的融合应用。

 我们的研究成果如下:

 1 已经完成了低剂量口腔CT样机的研发工作,在图像重建方面,FDK重建算法与加速目前已经有了新的突破,从目前行业内正常情况下1000多秒提升到只需30-60秒即可将采集的数据重建三维图像,重建速度经过改进得到了大幅提升;已经对牙科CT产品实现了可选择角度暴光功能、只针对特定感兴区域的扫描与重建,达到降低剂量的目的。

    2 对扫描和重建进行优化,针对不同人群(成年人与儿童)和扫描部位的不同,制定了不同的成像标准与算法模块,并把全景影像与头颅影像功能也加入到了系统中,开发了相应的软件。针对实际需求,开发与系统配套的CT应用软件,包括多种扫描模式、多种重建算法、以及图像分析和显示功能,获得授权国家计算机软件著作权两项最终在扫描模式、成像质量、成像速度、三维显示等关键技术方面产生了一批国家发明专利。

    3 2010年11月,由深圳天悦投资发展有限公司、中科院深圳先进技术研究院、深圳中科育成三家单位联合注资,签约成立中科天悦医疗科技有限公司(简称中科天悦),注册资本3000万,进行低剂量绿色CT技术产业化工作。低剂量口腔CT样机已接近完成并将于2013年申报国家医疗器械注册证,将进入规模产业化和市场销售阶段。

    

 

 

 

★显微CT

  显微CT是一类采用X射线成像原理进行超高分辨率三维成像的设备。具有高分辨率(微米或数十微米)、快速、无损、三维的特点。在不破坏样品的情况下,对骨骼、牙齿、活体小动物和各种材料器件进行高分辨率X线成像,从而显示各部分的三维图像。显微CT可以研究生物体的功能以及功能与形态、结构之间的关系,也可以无损和动态地观察及分析活体体内部器官的微细病理变化,为疾病的早期诊断和治疗提供关键的依据。显微CT带动医学成像、材料、智能化医疗仪器等学科群的发展,具有重大的学术和经济双重价值。

  我们的研究成果如下:

     1 自主开发了两套显微CT系统,系统分辨分别为10微米与3微米,具有分辨率高、成像视场大、图像信噪比高的成像特点,同时软件具备完备的数据采集、图像重建、图像处理与可视化功能 

     2 重建方面开发了经典的FDK与新的BPF两种算法,新的BPF算法可用于基于感兴趣区域(ROI)的局部重建,克服数据截断无法完成精确重建的问题,在高分辨、大物体、低剂量的应用场合,具有非常大的价值。

     3 开发了基于GPU的重建加速算法,大大缩短了重建时间 

     4  基于开发的系统,与中科院动物所合作开展一些昆虫形态学方面的研究,研究了叶甲虫、负泥虫等在不同成长阶段的结构形态变化以及在不同染色剂下的成像效果, 为昆虫学的研究提供了一种全新的成像手段