中國科大在醫學電阻抗成像領域取得系列重要進展

2021-01-11 中國科大新聞網

中國科學技術大學杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室在無損醫學電阻抗成像領域取得一系列重要進展。該團隊基於自主研發的圖像重構框架成功實現了無損醫學電阻抗圖像在多個不同成像方式下的高分辨重建。相關成果發表在近期的IEEE Transactions系列期刊上,包括2篇IEEE Transactions on Medical Imaging,以及IEEE Transactions on Computational Imaging 和IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement各1篇。

醫學影像在現代醫學中廣泛使用,對於疾病的臨床診斷和治療具有重要意義。無損醫學電阻抗成像技術作為新發展的影像技術,具備對人體無害、使用方便且設備價格相對低廉等核心優勢,已成為國內外研究熱點。然而,該成像技術在臨床醫學上受制於成像精度低、魯棒性差等因素未能獲得長足的進步,因此開發魯棒、高分辨能力的成像算法是電阻抗成像領域的前沿難題和核心技術。

杜江峰院士團隊基於近年自主研發的圖像重構框架,充分利用形狀與拓撲優化領域的最前沿方法及臨床醫學上的先驗信息,開發了多種成像方式(靜態、動態、非穩態)下的電阻抗圖像重建方法,成功實現了高分辨能力的電阻抗圖像重建。這一系列研究的實驗結果表明,該團隊開發的成像方法具有分辨能力高、抗噪能力強與性能穩定等優勢。這一系列研究成果將極大地促進臨床醫學電阻抗成像技術發展(例如臨床肺通氣監護技術),並推動電阻抗成像技術向更廣泛的應用領域發展,例如無損檢測、無損探傷等工業應用。

該系列工作是我校在發展「新醫學」時期多個學科領域交叉合作的成果,亦是繼該團隊前兩個IEEE TMI工作後的系列重要成果。上述文章的第一作者均為中科院微觀磁共振重點實驗室的劉東副研究員,通訊作者為杜江峰院士。該系列研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中國科學院和安徽省等單位的資助。

圖:肺部電阻抗成像

Ture: 真實電導率分布;MMC:自主開發算法成像結果;SMP與TVP:傳統算法成像結果。

系列成果論文連結:

IEEE TMI: https://ieeexplore.ieee.org/document/8721167

IEEE TMI: https://ieeexplore.ieee.org/document/8668566

IEEE TCI: https://ieeexplore.ieee.org/document/8425727

IEEE TIM: https://ieeexplore.ieee.org/document/8732408


已報導成果論文連結:

IEEE TMI: https://ieeexplore.ieee.org/document/8049349

IEEE TMI: https://ieeexplore.ieee.org/document/8416750


(中科院微觀磁共振重點實驗室、合肥微尺度物質科學國家研究中心、物理學院、科研部)

相關焦點

  • 中國科大在醫學電阻抗成像領域取得系列進展
    中國科學院院士、中國科學技術大學教授杜江峰領導的中科院微觀磁共振重點實驗室在無損醫學電阻抗成像領域取得一系列進展。
  • 中國科大實現高分辨電阻抗醫學成像
    本報合肥2月25日電 (記者孫振)記者從中國科學技術大學獲悉:該校杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室在醫學電阻抗成像方面取得重要進展,他們利用參數化水平集方法實現了高分辨的電阻抗圖像重建。該成果發表在醫學成像領域國際頂級期刊《醫學影像》上。
  • 中國科大在近場螢光成像領域取得重要進展
    中新網合肥8月11日電 (記者 吳蘭)記者11日從中國科學技術大學獲悉,該校科研人員在近場螢光成像領域取得重要進展——在世界上首次實現了亞分子分辨的單分子光致螢光成像。該成果8月10日在線發表於國際知名學術期刊《自然·光子學》上。
  • 中國科大在近場螢光成像領域取得重要進展
    中新網合肥8月11日電 (記者 吳蘭)記者11日從中國科學技術大學獲悉,該校科研人員在近場螢光成像領域取得重要進展——在世界上首次實現了亞分子分辨的單分子光致螢光成像。該成果8月10日在線發表於國際知名學術期刊《自然·光子學》上。中國科學技術大學侯建國院士團隊的董振超研究小組,近日將成像空間解析度大幅提升,推進至~8?
  • 中國科大在量子輸運、量子等離激元研究領域取得重要新進展
    中國科大在量子輸運、量子等離激元研究領域取得重要新進展 近期,合肥微尺度物質科學國家實驗室國際功能材料量子設計中心與中科院強耦合量子材料物理重點實驗室曾長淦教授研究組在低維量子輸運領域取得系列新進展
  • 寧波材料所在數學、人工智慧以及生物醫學領域取得系列進展
    近日,中國科學院寧波材料技術與工程研究所所屬慈谿醫工所醫學影像事業部(iMED中國團隊)分別在數學、人工智慧以及生物醫學領域取得系列進展,連續發表三篇論文,進一步體現了在多學科交叉方向的優勢。  1.
  • 電阻抗成像系統的原理及設計
    摘要:介紹了電阻抗成像系統,該系統以PC機作為上位機,用來進行可視化控制、實時成像顯示操作。實驗結果表明該系統能達到電阻抗成像(EIT)的性能要求。本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/246742.htm關鍵詞:電阻抗成像 直接數字頻率合成 相敏解調電阻抗成像(Electrical Impedance Tomography,簡稱EIT)技術是一種新穎的圖像重建技術。
  • 中國科大雜化二維超薄結構電催化還原二氧化氮研究獲進展
    近日,中國科學技術大學教授謝毅、特任教授孫永福課題組在雜化二維超薄結構的合成及應用領域取得重要進展。  謝毅課題組近年來一直從事低維固體的電聲輸運行為調控與能量轉化應用這一交叉領域研究,在無機二維超薄材料的精細結構、電子結構與光、電催化性能的調控規律方面開展深入研究,相關工作在國際重要刊物上發表了系列論文,是目前國際上在該領域持續活躍的幾個主要研究小組之一。
  • 中國科大在單分子拉曼成像領域取得重大進展 提出掃描拉曼埃分辨...
    最近,中國科學技術大學侯建國院士領銜的單分子科學團隊的董振超研究組與羅毅研究組,在單分子拉曼成像領域取得重大進展,將空間解析度推向新極限,實現了埃級單化學鍵分辨的分子內各種振動模式的實空間成像,並提出了一種全新的分子化學結構重構技術掃描拉曼埃分辨顯微術(Scanning Raman Picoscopy,SRP)。
  • 電阻抗成像系統中電壓控制電流源的設計
    摘要:在醫用電阻抗層析成像(Electrical Impedance Tomography)系統中電壓控制電流源的性能十分重要,大部分報導的電壓控電流源電路在低頻時有較高的輸出阻抗但是在高頻時性能大幅減弱。
  • 基於醫學阻抗技術的乳腺癌檢測方法
    乳腺癌惡性病灶組織的電容和電導要比正常組織或良性病變高50倍[8-11],利用惡性組織、良性組織和正常組織電特性的顯著差異,基於阻抗測量技術可以進行乳腺癌檢測。2 常用的阻抗測量方法電阻抗作為生物組織的一個基本的物理參數,長期以來得到生物物理學家和應用生理學家的廣泛關注。目前在電生理學領域大量使用的膜片鉗、電壓鉗技術正是基於細胞膜的電阻抗效應原理。
  • 深圳先進院在磁共振快速三維成像領域取得新進展
    近日,中國科學院深圳先進技術研究院勞特伯生物醫學成像中心的王海峰副研究員和醫學人工智慧中心的梁棟研究員合作在磁共振快速三維成像領域取得新進展。上述關於磁共振快速三維成像的一系列的研究成果最近分別以Parameter optimization framework on wave gradients of Wave-CAIPI imaging為題在國際醫學磁共振領域頂級期刊Magnetic Resonance in Medicine(王海峰副研究員和博士研究生丘志浪為共同第一作者,梁棟研究員為通訊作者
  • 中國科學技術大學在低維量子輸運領域取得系列新進展
    中國科學技術大學在低維量子輸運領域取得系列新進展 中國科學技術大學 2017-10-19 19:38
  • 中國科大在半導體深紫外LED研究中取得重要進展
    中國科大供圖。中新網合肥11月29日電(記者吳蘭)記者29日從中國科學技術大學獲悉,該校科研人員巧用藍寶石調控角度,突破了紫外LED發光性能研究的重要進展。目前紫外光應用包括印刷固化、錢幣防偽、皮膚病治療、植物生長光照、破壞微生物如細菌、病毒等分子結構,因此廣泛應用於空氣殺菌、水體淨化和固體表面除菌消毒等領域。傳統的紫外光源一般是採用汞蒸氣放電的激發態來產生紫外線,有著功耗高、發熱量大、壽命短、反應慢、有安全隱患等諸多缺陷。
  • 多層石墨烯壓電效應研究取得新進展
    中國科大合肥微尺度物質科學國家實驗室與物理學院喬振華教授與南京大學繆峰教授、王伯根教授合作,在多層石墨烯的壓電效應的研究方面取得重要進展, 首次在實驗上觀察到石墨烯材料體系中正的壓電效應,並在理論上揭示了多層結構內層間相互作用對該效應的顯著貢獻。
  • 復旦張凡團隊 在近紅外螢光壽命活體成像領域取得重要進展
    這篇以《螢光壽命工程化的近紅外第二窗口納米顆粒解鎖活體多重成像》(「Lifetime engineered NIR-II nanoparticlesunlock multiplexed in vivo imaging」)為題的論文,提出將近紅外螢光壽命成像技術運用於活體多重檢測當中,有望成為一種全新的腫瘤精準診斷方法。這也是復旦大學通過交叉學科研究取得的又一重大成果。
  • 「Science 」中國科大在快充鋰離子負極研究取得重要進展
    中國科大合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院中科院能量轉換材料重點實驗室季恆星教授聯合美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授等在鋰離子電池領域取得重要進展。發展具有高能量密度、高功率密度、長循環壽命的鋰離子電池已成為電化學能源領域的重要方向。決定鋰離子電池功率密度的關鍵之一在於負極材料的倍率性能。季恆星課題組近年來的研究發現:黑磷用作鹼金屬離子電池負極具有極高的質量容量(Angew. Chem. Int.
  • 南科大在近紅外二區成像材料設計及其生物醫學應用取得系列進展
    近日,南方科技大學生物醫學工程系副教授李凱課題組與合作課題組在近紅外二區成像材料設計及其在生物醫學診斷領域中取得多項研究成果進展,相繼在Angewandte Chemie International研究團隊通過理論計算驗證其設計理念和策略,得到了多種具有近紅外二區光學活性的高性能光聲及螢光成像材料,並將其成功應用於血管成像、腫瘤檢測等研究領域。
  • 挑戰化學成像極限:中國科大實現單分子拉曼光譜成像
    最近,由中國科學技術大學侯建國院士領銜的單分子科學團隊的董振超研究小組,在高分辨化學識別與成像領域取得重大突破,在國際上首次實現了亞納米分辨的單分子光學拉曼成像。這項研究結果突破了光學成像手段中衍射極限的瓶頸,將具有化學識別能力的空間成像解析度提高到一個納米以下,對了解微觀世界,特別是微觀催化反應機制、分子納米器件的微觀構造,以及包括DNA測序在內的高分辨生物分子成像,具有極其重要的科學意義和實用價值,也為研究單分子非線性光學和光化學過程開闢了新的途徑。該成果於北京時間6月6日在國際權威學術期刊《自然》雜誌上在線發表。
  • 清華醫學院廖洪恩課題組合作在腦腫瘤精準診療領域取得重要進展
    清華醫學院廖洪恩課題組合作在腦腫瘤精準診療領域取得重要進展清華新聞網4月26日電 近日,清華大學醫學院生物醫學工程系廖洪恩教授課題組、北京清華長庚醫院神經外科王貴懷教授課題組合作在國際著名學術期刊《診療》(Theranostics)上發表題為《雙模態光學診斷實現神經外科腫瘤精準在體識別》(Dual-modality optical diagnosis