錐束CT因其獨特的成像優(yōu)勢和開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以在血管介入治療、牙科檢查、骨科手術(shù)、乳腺癌篩查等眾多臨床診療場景中為醫(yī)生提供實時的三維診斷信息，近年來受到越來越多的關(guān)注。然而，傳統(tǒng)平板探測器受數(shù)據(jù)采集方式的制約，導(dǎo)致錐束CT成像系統(tǒng)存在空間分辨與時間分辨無法兼得的內(nèi)在矛盾（圖1）。換句話說，為了追求更高的成像空間分辨率，需要大幅降低錐束CT的成像速度；反之，如果追求更快的成像時間分辨率，則需要損失錐束CT的空間分辨率。長期以來，這一突出矛盾導(dǎo)致錐束CT無法滿足臨床診斷的發(fā)展需求，亟需變革。 

　　針對上述錐束CT成像面臨的共性關(guān)鍵挑戰(zhàn)，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所CT成像物理與系統(tǒng)實驗室的葛永帥研究員及其團隊提出了一種基于雙層平板探測器亞像素位移的新型錐束能譜CT成像方案（圖2）。該方案通過上層和下層探測器像素單元錯位讀出的方式將空間信息采樣率提升一倍，有效克服了探測器像素合并（快速掃描）引起的空間分辨率降低問題。物理實驗結(jié)果證明（圖3），該新型錐束能譜CT成像方案可以在相同成像速率下，將錐束CT圖像的空間分辨率提升至少30%。該研究成果為加快推動高時空分辨錐束能譜CT成像技術(shù)與系統(tǒng)變革提供了嶄新的解決方案。相信在不久的將來，這一技術(shù)將為血管介入治療、牙科檢查、乳腺癌篩查等眾多臨床場景提供全新的高時空分辨錐束CT成像解決方案，大幅改善錐束CT圖像質(zhì)量。 

　　相關(guān)研究成果以Super resolution dual-energy cone-beam CT imaging with dual-layer flat-panel detector為題發(fā)表在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域頂刊IEEE Transactions on Medical Imaging （IF=10.6）上。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所醫(yī)學(xué)人工智能研究中心蘇婷助理研究員為文章的第一作者，南方醫(yī)科大學(xué)馬建華教授、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所梁棟研究員、葛永帥研究員為本文的共同通訊作者。該研究獲得了國家自然科學(xué)基金委員會、廣東省科技廳、深圳市科創(chuàng)委等單位的資助。 

圖1 基于平板探測器的錐束CT系統(tǒng)空間分辨率與時間分辨率之間存在競爭關(guān)系

圖2 基于亞像素位移的雙層探測器錐束能譜CT數(shù)據(jù)采集方案示意圖

相比常規(guī)對齊式數(shù)據(jù)采樣方案，新發(fā)展的亞像素位移型數(shù)據(jù)采集方案利用上層和下層探測器單元錯位提高成像的空間采樣率，實現(xiàn)高時空分辨錐束能譜CT成像。  

圖3 (a)-(d)為豬腿實驗數(shù)據(jù)成像結(jié)果；(e)-(h)為Catphan CT體模實驗數(shù)據(jù)成像結(jié)果 

(i)-(j)為測量的CT圖像的MTF曲線。可以看出，本工作提出的suRi方法在1x2像素合并下的成像性能與1x1像素合并的成像性能相當(dāng)。 

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