2022年5月31日，全球医学物理学领域最大的科技会议AAPM2022年会的“深度学习能谱CT（DL-spectral CT）”挑战赛公布排名
，由首都师范大学赵星教授带领的科研团队以显著优势胜出，名列榜首


。

AAPM会议每年有超过4000名世界各地的专业人士与会。本次挑战赛由美国芝加哥大学承办
，潘晓川教授、Emil Sidky教授等CT领域国际著名CT专家主持

。挑战赛要求在限定的时间（2022年3月17日到2022年5月31日）内完成乳腺能谱CT的基材料图像重建。挑战赛吸引了全球各国众多专业队伍参与

，最终如期完成并提交结果的有18支队伍


。

“能谱CT”是一种支持多参数定量分析的全新CT技术

，比与常规CT能提供更多的被测物体的信息，不但能够获得物质密度及其分布图像


，还能获得不同keV水平的单能量图像，以及被测物质的原子序数和电子密度。新一代基于光子计数探测器（PCD）的能谱CT

，俗称“彩色CT”


，是当前CT领域的研究焦点



。研究人员介绍

，本次挑战赛的难点在于：①利用两个X射线能谱多色投影求解三种基材料能谱CT图像


，属于欠定的大规模非线性方程组求解问题
；②两个X射线能谱接近，分别为60kVp和80kVp
，方程组病态性严重；③基材料物质分别是纤维、脂肪和钙化点

，其中纤维和脂肪的X射线衰减属性很接近

，难以分解
。赵星教授团队创造性地提出物理模型与深度学习融合的正演建模，以及在多域上进行迭代算法与监督学习结合的反演求解方法

。赵星教授的博士研究生马根炜承担了具体的程序实现，所提交结果的全部两个评价指标均优于第二名近1个数量级，优于其他队伍多个数量级
，达到如此高的精度着实难能可贵


。

首都师范大学CT团队由著名资深CT专家张朋教授创建于2003年





。团队面向国家在高端工业CT和医学CT方面重大需求，经过近20年的努力
，自主研制成功工业多功能锥束CT

、微纳米系列CT


、显微能谱CT
、岩心CT、桌面CT
、电子封装物CT、在线板状物CT、口腔CT等多种新型专用工业和医学CT设备，培养了160余名博士和硕士研究生

。并通过产学研合作方式
，进行了科研成果转化和推广应用，主要用户包括核工业

、兵器、航空


、航天等国防企业和科研院所

，石油、地质、材料
、农业、电子等高科技企业、科研院所和高校，在用户核心产品检测和新技术研究发挥了重要作用
，2018年获得教育部科技进步二等奖


。

在能谱CT研究方面，团队已研究了近10年
。早在2014年



，团队成员赵云松
、赵星和张朋等就在领域国际顶级期刊《IEEE Transactions on Medical Imaging》上发表了能谱CT迭代重建方法E-ART，此后又在《Inverse Problems》、《Medical Physics》、《Physics in Medicine & Biology》等国际知名期刊发表多篇能谱CT相关科研论文，申请了十余项国家发明专利

。团队先后获得了国家自然科学基金面上项目（No.61371195）、国家自然科学基金科学仪器基础研究专项（No.61127003）

、国家自然科学基金重大仪器项目（No.61827809）

，科技部国家重点研发计划（No.2020YFA0712200）等国家项目对能谱CT研究的资助





。

本次挑战赛的结果
，是赵星教授团队长期研究积累的又一次展现
，再一次表明团队科研人员经过多年努力，在能谱CT成像方法方面已位于国际前列
。