融合三维统计形变结构的光学分子断层成像稀疏重建方法

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61372046
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0125.医学信息检测与处理
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Optical molecular tomography can provide effective means of accurate diagnosis at early stage of diseases, gene therapy and drug development, and consequently has a wide range of biomedical applications prospects.In order to break through the present limitation of this sort of techniques on imaging accuracy and speed, this project will establish tomography methods fused with computed tomography information to address the preclinical need for dynamic and continious evaluation on small animal model in vivo. Tissue segmentation methods based on a three-dimension statistical deformable model will be developed to achieve fast organ segmentation in complex organisms, and registration techniques based on mark points or feature points will be applied to accomplish precise registration between different imaging modalities. Fast numerical scheme for solving the radiative transfer equation will be combineded with the general graphics processing unit technique to decrease the time cost dramatically. By incorporating a priori information regarding anatomical structure and sparse distrution of targets, steady and robust reconstruction algorithms with high efficiency will be designed to obtain accurate recovery accuracy and high quality images with less measurement. Furthermore, this project will explore the application of optical molecular tomography combing CT structural informaiton in new drug development to quantitatively evaluate the drug-target interactions. The original contribution of this project will provide new methods and novel techniques for the research of optical molecuare imaging in quantitative evaluation of drug efficacy and early detection of cancers.Consequently, this project will have important scientific significance and theory value.
光学分子断层成像可为疾病早期诊断、基因治疗和药物研发等提供有效的在体研究手段,具有广泛的生物医学应用前景。为突破光学分子断层成像在成像精度和成像速度上的瓶颈,本项目拟建立融合计算机断层成像(CT)结构信息的光学断层成像方法,满足预临床研究对小动物模型在体、动态、连续量化评估的需求。创建基于三维统计形变模型的器官分割方法,解决复杂动物模型器官的快速分割难题;发展基于标记/特征点的光学与CT图像配准技术实现影像精确配准;利用通用图形处理单元加速辐射传输方程的数值求解,在此基础上融合结构、稀疏等先验信息,设计高效、鲁棒的重建算法在减少测量信息的同时提高重建精度和成像质量。此外,本项目将探索融合结构信息的光学分子断层成像技术在新药研发中的应用,为靶药相互作用评估提供分子影像学评价标准。本项目的研究为肿瘤早期检测及药物疗效定量评估等提供新方法与新技术,具有重要的理论价值和科学意义。

结项摘要

光学分子断层成像可为疾病早期诊断、基因治疗和药物研发等提供有效的在体研究手段,具有广泛的生物医学应用前景。为突破光学分子断层成像在成像精度和成像速度上的瓶颈,本项目建立了融合计算机断层成像(CT)结构信息的光学断层成像方法,满足预临床研究对小动物模型在体、动态、连续量化评估的需求。创建了基于三维统计形变模型的器官分割方法,解决复杂动物模型器官的快速分割难题;发展了基于标记/特征点的光学与 CT 图像配准技术实现影像精确配准;并利用通用图形处理单元加速辐射传输方程的数值求解,在此基础上融合结构、稀疏等先验信息,设计了高效、鲁棒的重建算法和策略在减少测量信息的同时提高重建精度和成像质量。此外,本项目融合结构信息的光学分子断层成像技术在靶向药物评估方面,提供分子影像学评价标准。本项目的研究为肿瘤早期检测及药物疗效定量评估等提供新方法与新技术,具有重要的理论价值和科学意义。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(7)
A hybrid clustering algorithm for multiple-source resolving in bioluminescence tomography
生物发光断层扫描中多源解析的混合聚类算法
  • DOI:
    10.1002/jbio.201700056
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOPHOTONICS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Guo, Hongbo;Yu, Jingjing;He, Xiaowei
  • 通讯作者:
    He, Xiaowei
Weight Multispectral Reconstruction Strategy for Enhanced Reconstruction Accuracy and Stability With Cerenkov Luminescence Tomography
利用切伦科夫发光断层扫描增强重建精度和稳定性的权重多光谱重建策略
  • DOI:
    10.1109/tmi.2017.2658661
  • 发表时间:
    2017-06-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Guo, Hongbo;He, Xiaowei;Tian, Jie
  • 通讯作者:
    Tian, Jie
Sparse reconstruction for fluorescence molecular tomography via a fast iterative algorithm
通过快速迭代算法进行荧光分子断层扫描的稀疏重建
  • DOI:
    10.1142/s1793545814500084
  • 发表时间:
    2014-05
  • 期刊:
    Journal of Innovative Optical Health Sciences
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Yu Jingjing;Cheng Jingxing;Hou Yuqing;He Xiaowei
  • 通讯作者:
    He Xiaowei
Laplacian manifold regularization method for fluorescence molecular tomography
荧光分子断层扫描的拉普拉斯流形正则化方法
  • DOI:
    10.1117/1.jbo.22.4.045009
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Journal of Biomedical Optics
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    何雪磊;王晓东;易黄建;陈雁蓉;张旭;余景景;贺小伟
  • 通讯作者:
    贺小伟
Performance evaluation of principal component analysis for dynamic fluorescence tomographic imaging in measurement space
测量空间动态荧光断层成像主成分分析性能评估
  • DOI:
    10.1117/1.oe.54.5.053108
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optical Engineering
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Liu Xin;He Xiaowei;Yan Zhuangzhi
  • 通讯作者:
    Yan Zhuangzhi

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其他文献

基于自编码器的荧光分子断层成像快速重建
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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主动形状模型分割方法对光学重建的影响
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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    贺小伟
基于空间信息改进聚类的切伦科夫荧光图像去噪算法
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    2018
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  • 作者:
    贺小伟;孙怡;卫潇;卢笛;曹欣;侯榆青
  • 通讯作者:
    侯榆青
混合光传输模型在多光谱契伦科夫荧光断层成像前向问题中的应用
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    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    任青云;侯榆青;贺小伟;王琳;易黄建;何雪磊
  • 通讯作者:
    何雪磊

其他文献

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贺小伟的其他基金

基于Deep Unrolling的高分辨近红外二区荧光分子断层成像方法研究
  • 批准号:
    12271434
  • 批准年份:
    2022
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面向乳腺癌早期检测的高灵敏度荧光分子成像方法研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 批准号:
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相似国自然基金

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相似海外基金

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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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