CT、MR 与PET 相继问世，为临床数字化诊断带来革命性影响，但CT 高X 线电离辐射会诱发癌变，MR 成像速度慢导致时间分辨率低，PET 空间分辨率低致使误诊率高，而精确诊断依赖于高分辨影像，亟需关键技术创新予以支持。本团队十余年来亦瞄准这些难题展开攻关，创建基于多先验约束的正反问题相结合的最优化重建模式，以实现医学高分辨成像与高精度图像分析。本项目形成的主要技术发明点归纳如下：（一）创新了多先验约束获取方法 针对不同问题，通过大量实测数据分析与验证，提出了低剂量下噪声估计的统计先验约束与伪影字典约束；构建了动态成像中的帧内与帧间相似性约束，以及静态成像中的形状约束、正交约束与跨模态约束等；上述约束的构建既符合成像物理原理又满足临床诊断需求，相较于基于单个约束的同类技术，其成像噪声与伪影的抑制能力提升30%以上；（二）开拓了高分辨迭代成像技术 针对具体成像问题，将上述多先验约束归入统一迭代模型实现高分辨成像，如基于统计噪声先验约束与平扫先验约束的低剂量CT 高分辨成像技术，使辐射剂量降低至常规的50%左右；如基于自约束与前后向差分共同约束的MR 并行成像技术，实现加速因子是国际现有技术2 倍的水平下同等的成像质量；基于距离和特征相似性约束的PET 高分辨成像，信噪比较国际已有方法提升30%；基于PET 与MR 双梯度约束的PET 成像模型，实现了PET 高分辨成像，消除了50%以上的噪声与伪影；（三）拓建了高精度影像分析范式 高分辨成像是影像分析精度的重要保证，而影像分析精度又是确保疾病辅助诊断精度的先决条件。对于特定疾病的影像质量问题，如针对低时间分辨率的肺动态影像，提出了多相位近邻层相似块插值技术，使空间分辨率提升近3 倍；针对模糊边界的前列腺影像，提出了群体信息与形状约束分割技术，使分割精度达92%；完成了国际首个针对常见肿瘤的辅助诊断系统，诊断精度从国际上仅有的60%提升至90%。建立了多约束迭代高分辨成像与高精度影像分析研究体系，产生61 项发明专利，部分成果2012 年获广东省技术发明一等奖；通过与国内著名影像企业东软医疗等联合攻关，突破技术壁垒，2014 年完成了中国首款64 层CT 与1.5T MR，先后取得CFDA 和FDA 认证；近三年CT 与MR 整机共计销售1630 台，PET 装机2 台，肿瘤辅助诊断系统推广23 套，累计销售额达28 亿元，利润近10 亿元，检查人数每年8000 万人次以上。科技部组织的专家组对CT 项目鉴定中指出“其中低剂量扫描成像技术处于国际领先水平”；查新报告亦表明“除本项目组外，国内外无同类系统性研究报道。”