中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士領(lǐng)銜的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在深度功能醫(yī)學(xué)電阻抗成像技術(shù)上取得重要進(jìn)展。該實(shí)驗(yàn)室劉東研究員等提出了一種無需訓(xùn)練的深度電阻抗圖像重建方法，為電阻抗成像技術(shù)在病變組織特異性判斷中的應(yīng)用開辟了新道路。該成果以“DeepEIT:DeepImagePriorEnabledElectricalImpedanceTomography”為題發(fā)表在國際公認(rèn)的計(jì)算機(jī)視覺和人工智能領(lǐng)域頂級期刊《IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence》(IEEETPAMI，影響因子24.31)上。

獲得“低損傷、高分辨、動態(tài)實(shí)時(shí)”的功能圖像始終是醫(yī)學(xué)影像技術(shù)研究的核心目標(biāo)之一。作為功能醫(yī)學(xué)影像技術(shù)代表之一的電阻抗成像技術(shù)因無創(chuàng)、無損、無輻射等核心優(yōu)勢而備受關(guān)注，特別是其在新冠病毒導(dǎo)致的急性呼吸窘迫綜合征患者的治療中發(fā)揮了重要作用，越來越被臨床接受和應(yīng)用。然而，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像重建是電阻抗成像技術(shù)領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。

近年來，研究團(tuán)隊(duì)利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)在圖像重建、圖像去噪及計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的先驗(yàn)信息提取方法的探索性研究。這類方法利用深度模型的特征提取能力，從已有數(shù)據(jù)中提取圖像特征，用于構(gòu)建深度圖像先驗(yàn),進(jìn)而賦能模型優(yōu)化。近期，研究團(tuán)隊(duì)將深度圖像先驗(yàn)技術(shù)與電阻抗成像技術(shù)相結(jié)合，首次實(shí)現(xiàn)了一種無需訓(xùn)練的高質(zhì)量電阻抗圖像重建方法。研究表明，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)“一個(gè)模型完成多個(gè)任務(wù)”，具備極強(qiáng)的泛化能力，而且無需訓(xùn)練就可以完成新任務(wù)適配，在應(yīng)用上具備輕量化潛力。該研究工作建立了電阻抗圖像重建新范式，為電阻抗成像技術(shù)在腦損傷、中風(fēng)、肺氣腫、乳腺癌等疾病診斷應(yīng)用領(lǐng)域提供了重要的理論支撐，對發(fā)展深度功能醫(yī)學(xué)影像技術(shù)具有重要價(jià)值。

中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室致力于發(fā)展變革性的譜學(xué)和影像實(shí)驗(yàn)技術(shù)與裝備，用以解決物理、生物、醫(yī)學(xué)、信息等學(xué)科領(lǐng)域的重大科學(xué)問題，并推動新興技術(shù)與儀器走向?qū)嵱没?016年，實(shí)驗(yàn)室組建了電阻抗成像技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，聚焦圖像重建新理論及新方法研究，在電阻抗成像技術(shù)領(lǐng)域取得了一系列創(chuàng)新性研究成果。近五年發(fā)表包括1篇IEEETPAMI、10篇IEEETMI和8篇IEEETIM在內(nèi)的高水平論文20余篇。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了基于隱式幾何的形狀重建體系（IEEETMI,37(2),451-460,2018、IEEETMI,39(9),2954-2964,2020），解決了隱式形狀重建中參數(shù)降維的難題(IEEETMI,39(6),1917-1929,2020、IEEETMI,40(2),481-490,2021)；創(chuàng)建了基于顯式幾何的形狀重建新體系，首次在顯式形狀重建中直接引入先驗(yàn)約束以顯著提升圖像質(zhì)量（IEEETMI,38(11),2533-2544,2019、IEEETMI,38(12),2937-2948,2019）；提出了一系列應(yīng)用驅(qū)動的動態(tài)電阻抗圖像重建方法，在國際上率先獲得動物氣胸、血胸的高質(zhì)量三維動態(tài)電阻抗圖像(IEEETMI,38(1),145-155,2019、IEEETMI,39(12),3801-3812,2020)。

上述研究得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院等部門的支持。

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（中國科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、物理學(xué)院、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、科研部）