课题来源：国家自然基金委员会。 课题背景：X 射线计算机体层成像（X‐ray Computed Tomography，简称CT）因其在时间、空间与密度分辨率上的卓越表现，已广泛应用于不同解剖部位的常规检查与诊断，在人类疾病防治及延长平均寿命方面取得了巨大成就。然而，因受制于常规CT 系统设计的缺陷，其成像依然存在诸多不足，主要包括：高辐射剂量、强射束硬化与金属伪影、低对比度 组织区分度，以及仅能实现解剖成像，无法分辨物质成份、无法准确的定量成像。可喜的是，随着软硬件技术的飞速发展，基于能量积分探测器（Energy‐Integration Detector）的双能量（Dual‐Energy）扫描技术和基于能量分辨探测器（Energy‐Resolving Detector）的能量分辨探测技术使得SCT 成像再次受到人们的广泛关注，并有望弥补或解决常规CT 成像存在的诸多缺陷，如降低辐射剂量、抑制射束硬化与金属伪影、增强软组织对比度、获取物质成份信息等，继而全方位提升CT 成像功能。虽然SCT有望降低辐射剂量，但诸多研究表明：为了保证诊断用影像质量，对同一受检者进行成像时，SCT 的辐射剂量较常规CT 并未显著降低且在特定应用时反而大幅增加。因此，为使SCT 成像更具临床生命力，如何采取更有效的措施优化X 射线辐射剂量已成为CT 领域亟待解决的关键性课题。

    技术原理及性能指标：本项目以课题组多年来在低剂量CT成像领域的科研积累为基础，按照项目研究计划，重点研究了通过降低管电流（mA）或管电压（kV）以实现超低剂量SCT优质成像的图像重建方法，主要包括利用现代SCT成像系统设计理念和技术，从SCT成像的特点出发，采用精准的系统建模、统计分析与临床实验等手段，构建了超低剂量CT投影数据方差估计新形式，为超低计量SCT图像重建提供了重要的理论基础；从SCT图像后处理及统计迭代重建层面分别提出了相应的超低剂量SCT优质成像新模型，并发展了已有的模型优化算法，以适应于工程应用。

    技术创造性与先进性：本项目利用当前信息处理的新理论和新技术，结合SCT 成像特点，通过精准的系统建模，探讨SCT 优质成像新方法，以期通过降低管电流（mA）或管电压（kV）实现超低剂量SCT 成像，继而使其能够更安全地服务于临床。

    技术成熟程度，适用范围和安全性：技术处于试用阶段，适用于任意商用CT设备且安全性高。

    应用情况：在本项目资助下，课题组先后授权10 项国家发明专利，其中两项低剂量CT成像新技术专利已在沈阳东软医疗系统有限公司进行初步技术转化。

    在本项目资助下，课题组共发表期刊论文32篇（其中SCI论文收录27篇），发表国际会议论文21篇，申报国家发明专利17项，授权10项，登记软件版权1项，培养博士生10人、硕士生12人，已毕业博士8人、硕士8人，培养中青年学术带头人3人，其中1人由助理研究员晋升为副研究员，1人由讲师晋升为副教授，1人毕业进入高校工作后由讲师晋升为副教授，超额完成了项目既定目标。