生物发光成像引导放疗的新型三维重建算法及其预临床评估

项目名称： 生物发光成像引导放疗的新型三维重建算法及其预临床评估

项目编号： No.61401264

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 余景景

作者单位： 陕西师范大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 锥形束CT已在图像引导的放疗中广泛应用，但对于低对比度的软组织目标锥形束CT也无法定位引导。生物发光断层成像是一种可在细胞和分子水平上对生物体生理病理变化进行在体监测的高灵敏成像模态。本项目拟将其引入预临床放疗研究，实现对软组织目标的准确探测定位，减少放疗不确定性。为实现该目标，能准确恢复光源(靶目标)强度和形态的高效三维重建算法是关键。为此，拟采用辐射传输方程的高阶近似模型描述光子在生物组织的传输，研究其数值求解和加速方案，在此基础上构建混合总变差和Lp稀疏正则化的重建模型，发展非凸优化算法以获得快速、稳定、准确的重建结果。为提高精度，重建中采用锥形束CT提供的结构信息指导光学参数分配和限制解的范围，并结合多光谱测量数据克服逆问题不适定性。此外，拟设计切合应用的量化指标便于算法评估。本项目有望扩展生物发光断层成像在预临床研究中的应用，为引导软组织目标放疗和疗效评估提供影像基础和技术手段。

中文关键词： 生物发光断层成像；预临床研究；图像引导；重建算法；放疗

英文摘要： In the field of radiotherapy, cone-beam computed tomography (CBCT) has been widely used to guide radiation delivery. However, because of the low soft tissue contrast, it is almost infeasible to guide focal radiation for the soft tissue target in small ani

英文关键词： bioluminescence tomography；preclinical study；image-guidance；reconstruction algorithm；radiation therapy