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中國科學技術大學杜江峰院士領銜的中科院微觀磁共振重點實驗室在深度功能醫學電阻抗成像技術上取得重要進展。該實驗室劉東研究員等提出了一種無需訓練的深度電阻抗圖像重建方法，為電阻抗成像技術在病變組織特異性判斷中的應用開辟了新道路。該成果以“DeepEIT:DeepImagePriorEnabledElectricalImpedanceTomography”為題發表在國際公認的計算機視覺和人工智能領域頂級期刊《IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence》(IEEETPAMI，影響因子24.31)上。

獲得“低損傷、高分辨、動態實時”的功能圖像始終是醫學影像技術研究的核心目標之一。作為功能醫學影像技術代表之一的電阻抗成像技術因無創、無損、無輻射等核心優勢而備受關注，特別是其在新冠病毒導致的急性呼吸窘迫綜合征患者的治療中發揮了重要作用，越來越被臨床接受和應用。然而，實現高質量的圖像重建是電阻抗成像技術領域的巨大挑戰。

近年來，研究團隊利用深度學習技術在圖像重建、圖像去噪及計算機視覺等領域進行了廣泛的先驗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，從已有數據中提取圖像特征，用于構建深度圖像先驗,進而賦能模型優化。近期，研究團隊將深度圖像先驗技術與電阻抗成像技術相結合，首次實現了一種無需訓練的高質量電阻抗圖像重建方法。研究表明，該方法不僅可以實現“一個模型完成多個任務”，具備極強的泛化能力，而且無需訓練就可以完成新任務適配，在應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，為電阻抗成像技術在腦損傷、中風、肺氣腫、乳腺癌等疾病診斷應用領域提供了重要的理論支撐，對發展深度功能醫學影像技術具有重要價值。

中科院微觀磁共振重點實驗室致力于發展變革性的譜學和影像實驗技術與裝備，用以解決物理、生物、醫學、信息等學科領域的重大科學問題，并推動新興技術與儀器走向實用化。2016年，實驗室組建了電阻抗成像技術研究團隊，聚焦圖像重建新理論及新方法研究，在電阻抗成像技術領域取得了一系列創新性研究成果。近五年發表包括1篇IEEETPAMI、10篇IEEETMI和8篇IEEETIM在內的高水平論文20余篇。研究團隊發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降維的難題(IEEETMI,39(6),1917-1929,2020、IEEETMI,40(2),481-490,2021)；創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約束以顯著提升圖像質量（IEEETMI,38(11),2533-2544,2019、IEEETMI,38(12),2937-2948,2019）；提出了一系列應用驅動的動態電阻抗圖像重建方法，在國際上率先獲得動物氣胸、血胸的高質量三維動態電阻抗圖像(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基金委、科技部、中科院等部門的支持。

文章鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10034853/

（中國科學院微觀磁共振重點實驗室、物理學院、生物醫學工程學院、科研部）