基于微圆迹合成孔径的超声CT乳腺高分辨率成像方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671847
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2813.检测及治疗的医学器件和仪器
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Breast cancer is a threat to women's lives and the life quality, its screening and early diagnosis can significantly improve patient survival ratio. Ultrasound CT is a kind of new breast cancer ultrasound detection image method. It is non-radioactive, without squeezing, good repeatability, high image quality, high sensitivity for dense breast, suitable for Chinese women. Current Ultrasound CT studies have been focused on data processing and image reconstruction. According to the relative positional relationship between the annular ultrasonic probe and the human body, focused on the signal acquisition mode, this project puts forward a novel micro-circular synthetic aperture based ultrasound CT breast high-resolution imaging method, including the micro circular scan mode and the synthetic aperture imaging algorithm. The former uses high-precision control system to drive the probe rotate around the ring center with sub-element steps and collect human data; the latter adopts spatio-temporal smoothed coherent factor and curved line path optimization to reconstruct high-resolution breast structure and functional images, respectively. Early theoretical verification and simulation results show that the micro-circular synthetic aperture method can significantly improve ultrasound CT image resolution. Implementation of the project will help to improve the breast cancer detection ratio in clinics, occupy the commanding heights of breast examination imaging equipment, promoting China's biomedical engineering technology development.
乳腺癌是威胁女性生命和生活质量的重大疾病,其早期检测可显著提高患者存活率。超声CT无放射性、无需挤压、可重复性好、图像质量高、对致密型乳腺敏感度高,是一种适合我国女性的新型乳腺癌超声影像学检测手段。目前已有的超声CT研究主要集中于数据处理和图像重建上,本项目根据超声CT环形探头与人体相对位置关系确定的特点,从人体信号采集模式入手,提出了一种新的基于微圆迹合成孔径的超声CT乳腺高分辨率成像方法,主要包括微圆迹扫描模式和合成孔径成像算法两部分。前者通过高精度控制系统,带动环形探头围绕圆心进行亚阵元的微旋转并进行人体数据采集;后者分别利用空时平滑相干因子和折线路径优化重建出高分辨率的乳腺结构像和功能像。前期理论验证和仿真试验表明微圆迹合成孔径方法可显著提高超声CT图像的分辨率。本项目的实施有助于提高临床乳腺癌检测的准确率,占领国内外乳腺检查影像设备的制高点,推动我国生物医学工程技术的发展。

结项摘要

本项目研制了微圆迹高精度控制系统,带动环形探头进行人体数据采集;完成前端收发系统、数据采集与处理系统的设计加工;搭建了基于微圆迹合成孔径的超声断层成像系统原理样机;完成数据预处理、模态分解、预采集、矫正,实现了反射图像、声速图像重建算法,通过体模实验进行了验证,采集了临床乳腺数据,分析了重建图像的结构和功能信息,并将结果反馈进行系统和算法优化。结果表明超声断层成像系统对于乳腺癌的检测具有重要的应用前景,有助于提高临床乳腺癌检测的准确性。经过四年的研究工作,署名该基金编号已发表学术论文11篇,其中SCI论文8篇;申请中国发明专利7项,授权5项,申请国际PCT专利2项;培养博士4名,硕士3名,其中博士毕业2名,硕士毕业3名;申请中国生物医学工程学会团体标准1项。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(9)
Zone-Shrinking Fresnel Zone Travel-Time Tomography for Sound Speed Reconstruction in Breast USCT.
用于乳腺 USCT 声速重建的区域收缩菲涅耳区走时断层扫描。
  • DOI:
    10.3390/s20195563
  • 发表时间:
    2020-09-28
  • 期刊:
    Sensors (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fang X;Wu Y;Song J;Yin H;Zhou L;Zhang Q;Quan Z;Ding M;Yuchi M
  • 通讯作者:
    Yuchi M
Multiline Acquisition Beamforming for Ultrasound Computed Tomography
用于超声计算机断层扫描的多线采集波束形成
  • DOI:
    10.1166/jmihi.2019.2547
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Journal of Medical Imaging and Health Informatics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Shanshan;Xia Sun;Song Junjie;Liang Zhou;Ding Mingyue;Ming Yuchi
  • 通讯作者:
    Ming Yuchi
A Fast Contrast Improved Zero-Phase Filtered Delay Multiply and Sum in Ultrasound Computed Tomography
超声计算机断层扫描中快速对比度改进的零相位滤波延迟乘法和求和
  • DOI:
    10.1166/jmihi.2018.2566
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Journal of Medical Imaging and Health Informatics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cuijuan Lou;Junjie Song;Liang Zhou;Yang Peng;Mingyue Ding;Ming Yuchi
  • 通讯作者:
    Ming Yuchi
A Prior-Information-Based Combination Solution for Picking the Difference of Time-of-Flight in Ultrasound Computed Tomography
基于先验信息的超声计算机断层扫描飞行时间差异提取组合解决方案
  • DOI:
    10.1166/jmihi.2020.2930
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEDICAL IMAGING AND HEALTH INFORMATICS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Fang, Xiaoyue;Song, Junjie;Ming Yuchi
  • 通讯作者:
    Ming Yuchi
Synthetic Aperture Focusing Technique for 3-D Ultrasound Computed Tomography
3D 超声计算机断层扫描合成孔径聚焦技术
  • DOI:
    10.1166/jmihi.2018.2230
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEDICAL IMAGING AND HEALTH INFORMATICS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang, Shanshan;Xu, Mengling;Yuchi, Ming
  • 通讯作者:
    Yuchi, Ming

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其他文献

用于离子通道Markov模型参数优化的进化策略方法研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    北京生物医学工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖峰;丁明跃;丁久平;尉迟明
  • 通讯作者:
    尉迟明
DIAGNOSIS OF THYROID NODULES USING VIRTUAL TOUCH TISSUE QUANTIFICATION VALUE AND ANTEROPOSTERIOR
使用虚拟触摸组织量化值和前后位诊断甲状腺结节
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Ultrasound in Medicine and Biology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    李涛;周佩;张旭明;丁明跃;尉迟明;李怡勇
  • 通讯作者:
    李怡勇

其他文献

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尉迟明的其他基金

基于螺旋合成孔径的乳腺超声断层容积成像方法
  • 批准号:
    82072089
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于离子通道Markov模型优化的进化计算方法研究
  • 批准号:
    61001141
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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