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实验室概况

总体目标:通过以图像处理,模式识别,计算机可视化及医学为核心的多学科交叉融合,针对非侵入或微创的临床医学发展趋势,在充分发掘中心临床资源优势的基础上,深入开展计算机辅助诊断,多尺度、多模态图像引导手术和治疗研究,争取在医学影像学基础研究和临床应用的结合方面取得突破性成果。

发展方向如下:

(1)基于神经影像的脑结构与功能研究:近来,快速发展的非侵入性医学影像技术,如结构核磁共振成像(MRI),弥散张量-核磁共振成像(DTI)及功能核磁共振成像(fMRI)等,已广泛应用于科学研究及神经性疾病的病理诊断与辅助治疗中,使得充分的利用多种成像方式来综合的对人类大脑结构与功能进行定量的表述和认识的条件已经成熟;将依托医学物理中心的3.0T医学核磁共振成像设备(MRI),搭建基于神经影像的脑结构与功能科研平台;在此平台上,围绕神经影像处理算法及其临床应用,研究神经性疾病患者,如自闭症和老年痴呆症,大脑非典型性发育特征,探索神经性疾病对脑结构与功能的影响,通过筛选稳定、量化的影像生物标记来指导神经性疾病的早期诊断和治疗规划;同时,依托肿瘤医院的医疗资源,将开展基于神经影像的精确放疗后脑结构与功能变化研究,通过量化的DTIfMRI测定,对全脑放疗(CRT)引起的脑认知与白质神经纤维损伤进行评估,为放射剂量和治疗方案优化提供依据,最终目标是减少全脑放疗引起的神经认知损伤,提高预后判断和治疗效果。

(2)多模图像引导的手术导航系统研究:在传统的外科手术中,医生通常需要凭借经验判断人体的解剖结构,再结合术前CT影像或术中X光影像进行手术定位、引导;但是,由于人体解剖结构的复杂性和变化性,往往会导致术中定位出现较大偏差,容易伤到附近的神经、血管,使得手术的风险和危险性都极高;随着计算机及医学影像技术的发展,基于多模影像引导的手术导航系统正逐步发展起来,使得术中手术器械的精确定位以及手术引导成为可能;将依托医学物理中心的256Philips CT,搭建基于双目视觉追踪的多模图像手术导航平台,实现多尺度、多模态图像引导的微创介入研究;基于此平台,未来将发展新一代的癌症微创介入诊疗系统,涵盖在线癌症诊断、类别确定、精确放疗和精确切除等功能,目标是加快癌症确诊,实现基于影像的癌症分类判别,提升癌症切除或放疗的精度和效率,并减少手术创伤。

(3)数据计算中心:依托研究室在模式识别、机器学习、统计分析、图像处理等方面的长期积累和经验,建立数据计算中心,为医学物理中心其他研究平台提供大规模数据计算的支撑和服务。

 
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