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光声断层成像的多约束迭代重建方法研究的任务书
任务书
题目：光声断层成像的多约束迭代重建方法研究
一、背景
近年来，随着医疗技术的不断发展，医学成像技术也得到了广泛应用。其中光声断层成像技术（photoacoustictomography，PAT）由于其高分辨率、对生物组织具有良好的穿透性、非侵入性等特点，已成为医学成像技术领域的热门研究方向之一。在光声成像中，光学吸收系数和声速等参数对成像质量有着决定性的影响。目前，基于逆算法和反演算法的重建方法已被广泛运用于光声成像中，但是由于患者的生理和病理特征复杂，重建出的图像往往存在伪影或扭曲等问题，影响了成像的准确性和可靠性。
二、任务
本次任务旨在研究光声断层成像的多约束迭代重建方法，该方法可以从多个角度对成像过程进行约束，降低伪影和扭曲等问题的出现，提高成像结果的准确性和可靠性。具体任务如下：
（1）探究光声断层成像技术的基本原理、成像过程、存在的问题和现有的重建方法等方面的知识；
（2）分析多约束迭代重建方法的基本定义、实现过程、优缺点等方面的知识；
（3）设计并实现多约束迭代重建方法的程序代码，通过MATLAB或Python等编程软件模拟成像过程，并进行实验验证；
（4）通过对比实验，分析多约束迭代重建方法与现有重建方法的成像效果强弱，并讨论其可应用性和局限性；
（5）撰写研究报告，详细说明研究过程、实验结果和对方法的研究意义进行总结。
三、研究思路
本次任务要研究光声断层成像的多约束迭代重建方法，需要以基础理论为基础，结合实际拟定研究思路。具体如下：
（1）对光声断层成像技术的基础原理、成像过程、方法分类等进行梳理，并深入理解现有的重建方法；
（2）分析多种约束条件在重建成像中的作用机制及优缺点，并结合现有算法，确定适合本次研究的多约束迭代重建方法；
（3）建立光声成像模型，模拟成像过程，利用MATLAB或Python等编程软件进行程序编写和实验验证，以验证多约束迭代重建方法的有效性；
（4）设计和执行实验目标，利用模拟和实际数据进行验证，对比多约束迭代重建方法与现有重建方法的成像效果，讨论其应用前景；
（5）撰写研究报告，清晰、简练地陈述研究方法、实验结果，并从理论和实践两个角度说明多约束迭代重建方法的研究意义和应用前景。
四、要求
1.研究报告要求不少于8000字以上，包括文献综述、研究目标、研究方法、实验结果以及结论总结等部分。
2.研究重点要聚焦在光声断层成像的多约束迭代重建方法研究方面，对比分析现有方法与改进方法的优缺点。
3.实验数据需真实可靠，数据的处理方法需要完备，实验结果要有说服力。
4.建议使用中文进行文献综述和研究报告的撰写，并要求使用科技论文写作规范。
5.研究需要注重团队合作和沟通，及时解决研究过程中的问题，共同完成研究任务。
五、时间安排
本次任务的时间安排如下：
任务阶段|时间节点
---|---
任务分配与组建|第1周
文献阅读与综述|第2-4周
研究方法设计|第5-6周
实验数据准备|第7-9周
程序编写和模拟实验|第10-13周
成果分析和报告撰写|第14-15周
六、成果评估
本次任务需完成研究报告的撰写，成果将以论文形式提交，并进行口头答辩。评估标准如下：
1.研究报告的撰写质量和研究方法的创新性。
2.实验数据的真实可靠和处理方法的完备性。
3.研究结果的科学性和实际应用前景。
4.口头答辩的表达能力和回答问题的能力。
5.项目的全员参与度和劳动分配。
七、参考文献
[1]王太,皮建强,彭惠敏,等.基于改进L2范数正则化的光声热成像反演[J].物理学报,2016,65(6):643-650.
[2]张东亚,陆清.基于光声成像的微血管网络三维重建方法[J].中国医学影像学杂志,2019,27(7):1152-1158.
[3]陈艳,黄钟生.基于小波去噪的光声成像重建研究[J].中国医学影像学杂志,2017,25(4):378-382.
[4]刘永波,凤阳.基于总变差的光声成像重建[J].中南民族大学学报(自然科学版),2017,36(3):324-330.
[5]Wang,Xueding,&Hu,Songjun.(2012).Photoacoustictomography:Invivoimagingfromorganellestoorgans.[J].Science.335(6075):1458-62.
[6]OraevskyAA,KarabutovAA(1996)OptoacousticTomography.In:R.M.Lanza,D.L.Wickline(editors).DiagnosticMolecularImaging:CurrentConceptsandFutureDirections.HumanaPress,pp.2