课题来源：国家自然基金委员会。 课题背景：脑卒中俗称脑中风（Stroke），因其发病率高、复发率高、致残率高、死亡率高，已成为危害人类健康最为严重的疾病之一。据2015 年中国科技日报报道，我国脑卒中新发病人每年约250 万，其中死亡人数超过150万，脑卒中已成为我国居民因疾病死亡的重要原因之一，形势严峻。急性脑卒中（Acute Stroke）发病快，脑神经元和突触的死亡速度分别高达每分钟1.9x106 和1.4x1010 个，对于脑卒中病人而言“时间即是大脑（Time is Brain）”，临床快速诊断显得尤为重要。当脑卒中CT一站式检查可以快速准确无创地获取三维脑灌注血流动力学参数与责任血管血栓信息，是影像学检查的杰出代表，可以快速、准确、无创地获取三维脑灌注血流动力学参数评价，检查过程包括：非增强CT 扫描（Noncontrast CT，简称NCCT）、灌注CT 扫描（Perfusion CT，简称PCT）、CT 血管造影扫描（CT Angiography，简称CTA），十分钟内即可完成。然而，脑卒中CT 检查中需对感兴趣区（多个层面或全脑）进行连续动态容积扫描，使得患者接受X 射线的辐射剂量较常规CT 检查大幅增加，将不可避免地造成脱发、皮肤灼伤、头痛等问题，更为严重的是使病人未来患癌的风险大大增加，尤其是对妇女和儿童等敏感人群。诚然，为使脑卒中CT 一站式检查更具临床生命力，采用ALARA 原则（As Low As Reasonably Achievable Principal）优化控制辐射剂量是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，重点研究了基于周期交错投影采样、降低管电流或稀疏角度扫描等脑灌注扫描方式以实现低剂量脑灌注CT优质成像的图像重建方法，主要包括通过分析脑灌注CT成像特点，采用精准的系统建模、统计分析与临床实验等手段，构建了低剂量脑灌注CT投影数据方差估计表达式，为低剂量脑灌注CT图像重建提供重要的数据基础；从脑灌注CT图像后处理及统计迭代重建层面分别提出了相应的低剂量脑灌注CT优质成像新模型，为灌注定量参数成像提供了高质量的灌注序列图像；基于重建的脑灌注序列图像，构建了定量参数成像的去卷积鲁棒模型，实现了低剂量扫描条件下脑灌注CT定量精准成像；上述成像新模型均给出了相应的模型优化求解算法，以适用于工程应用。

    技术创造性与先进性：本项目利用现代医学成像与信息处理的新理论、新技术，结合脑卒中CT 一站式检查的特点，采用系统建模、重建建模、计算机仿真与临床实验等手段，重点开展了基于周期交错投影采样的（超）低剂量脑卒中PCT成像新方法研究，在保证诊断用影像质量的前提下，大幅减少患者接受的X 射线辐射剂量与对比剂使用量。

    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东软医疗系统股份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 SCI 收录期刊论文29 篇，发表国际会议论文26 篇，申报国家发明专利15 项，授权10 项，登记软件版权4 项，培养或协助培养博士生10 人、硕士生18 人，已毕业博士8 人、硕士11 人，培养中青年学术带头人5 人，其中1 人由讲师晋升为教授，1 人由讲师晋升为副教授，1 人毕业入站博士后晋升为副研究员，2 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。