當前,隨著CT斷層掃描在醫學診斷中的應用越來越廣泛,CT輻射會對人體造成一定傷害,并提高了癌癥等疾病的發病率,因此需要在保證圖像質量的前提下盡可能地降低X射線的輻射劑量。為降低輻射劑量,Naidich等人在1990年首次提出了低劑量CT的概念,在其他掃描參數不變情況下,通過降低球管電流進行成像,以在達到診斷要求的同時降低輻射劑量。當CT管電流過低時,探測器接收到的光子數目會減少,重建得到的圖像會有嚴重的噪聲干擾,產生條紋偽影(streak artifacts),因此需要對圖像中的噪聲進行抑制,包括對重建圖像進行噪聲濾除和對投影數據進行去噪以及對重建算法進行改進三種方法。CT成像中的低劑量成像問題已經引起了人們越來越多的關注。
大量的臨床實踐表明超過正常范圍的CT輻射劑量與人體新陳代謝異常乃至癌癥等疾病的誘發密切相關。然而,在目前的CT設備中,采用低劑量掃描協議采集到的影像會導致重建圖像噪聲和偽影嚴重,影響臨床醫生對異常組織的確診率。低劑量成像協議主要包含:
1)采用降采樣曝光;
2)采用較低的管壓和管電流曝光。前者更適用于開放式的CBCT設備,而后者更適用于螺旋CT設備。
因此,如何利用低劑量協議采集的原始投影數據重建高質量的圖像極具學術價值和臨床價值。
中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所醫學影像室X射線組的李銘等人提出了基于SL0的正則化函數模型,該模型根據重建圖像的噪聲性質,自適應調整正則化約束強弱,從而取得較好的噪聲抑制和軟組織保護特性。該方法在仿真實驗、臨床數據實驗及動物數據重建中均能取得較為理想的重建結果。
相關研究成果發表在《國際生物醫學研究》(BioMed Research International,Volume 2016, Article ID 2180457, 12 pages)上。該成果得到了重點研發計劃數字診療專項(批準號:2016YFC0103502,2016YFC0104505)、江蘇省自然科學基金(BK20151232)等項目支持。