导师姓名：牛田野     导师类别：硕士研究生导师

性别：男             工作单位：中国科学技术大学

科室/教研室：信息科学技术学院

专业技术职称：教授 最高学历：研究生 最高学位：博士

担任硕士研究生导师时间：2014年1月

已培养研究生数量：（硕士4 博士 5 ）

指导研究生获得校级及以上优秀博士硕士学位论文情况：

1.杨鹏飞，博士，荣获浙江大学优秀毕业生，浙江大学优秀研究生，浙江大学三好研究生；

2.杨婧，博士，荣获浙江省优秀毕业生，浙江大学优秀毕业生，浙江大学优秀研究生，浙江大学三好学生，国家奖学金；

3.许镭，博士，荣获浙江大学优秀研究生，浙江大学三好研究生，转化医学研究院优秀学生，转化医学研究院先进学生，国家奖学金；

4.江阳康，博士，荣获浙江大学优秀研究生，转化医学研究院先进学生；

5.杨春林，硕士，荣获浙江省优秀毕业生，浙江大学优秀毕业生，浙江大学优秀研究生，浙江大学三好研究生；

6.万一栋，硕士，荣获浙江大学优秀毕业生，浙江大学优秀研究生，浙江大学三好研究生，转化医学研究院先进学生、国家奖学金。

主要研究方向（限影像技术方向）：

1.软x射线下的脑细胞外间隙样本制备方法研究

软X射线成像技术为研究脑细胞外间隙（extracellular space, ECS）提供了高分辨率的成像工具。然而，由于ECS微观结构复杂易受到实验条件影响，样本制备成为关键。制备过程中保持细胞外间隙原始状态并防止结构塌陷或变形是研究难题。本研究旨在开发稳定可靠样本制备方法，能够在软X射线照射下保持脑组织的原位状态。研究中可采用了固定、脱水、冻干等一系列处理技术，优化样本制备方法，提高软X射线成像质量，为脑科学提供了更精确的观测手段，还为深入理解ECS在神经信号传导、物质交换等方面的功能奠定了基础。

2.软x射线下的脑细胞外间隙超分辨与分割技术研究

脑细胞外间隙（extracellular space, ECS）微观结构对神经信号传导、物质扩散和细胞间通信起着关键作用。然而，由于ECS复杂性和微小空间尺度，传统成像技术难以分辨其真实物理结构。软X射线技术凭借其高穿透性和高分辨率，成为观察ECS理想工具。然而，要实现对ECS的超分辨成像，需克服软X射线在高分辨率下成像信噪比问题，以及高效分割复杂结构的挑战。本研究旨在研究基于软X射线成像的超分辨算法，结合脑细胞外间隙分割方法，精确地提取和识别ECS细微结构。本研究将大幅提升ECS的成像精度和分割效率，为理解其在大脑功能中的具体作用提供更详细的数据支持。

主要学术兼职（不超过三项）：

1.北京大学第三医院双聘教授；

2.北京大学医学部航天临床医学院兼聘教授；

3.中国体视学学会智能成像分会第一届委员会，常务委员。

承担科研项目情况（近五年）：

1.国家重点研发计划，政府间国际科技创新合作重点专项，2018YFE010836，基于多自由度四维双能锥束CT的胰腺癌放射治疗运动控制，10/2019-12/2021，343万元、通过验收、主持。

2.国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外），锥束CT医学成像，2023-2025，200万元、在研、主持。

3.国家自然科学基金面上项目，基于常规单次扫描的四维锥束CT成像方法研究，2024-2027，60万、在研、主持。

4.国家自然科学基金面上项目，81871351，双能锥束CT成像多材料分解技术研究，2019/01-2022/12，57万元、结题、主持。

5.北京市自然科学基金重点项目，Z210008，双能锥束CT引导的放疗活体剂量成像方法研究，2021-2025，300万元、在研、主持。

6.国家自然科学重大科研仪器研制项目，81871351，多模态影像融合肝脏微创手术导航仪器系统的研发，2019/01-2023/12，823万元、通过验收、核心参与。

承担教学项目情况（近五年）：

1.2023秋季学期：成像原理与设备学进阶I，医学技术专业本科生课程，24学时4学分，北京大学医学部；

2.2022秋季学期：医学成像物理，理学院本研贯通课，72学时4学分，中山大学（深圳）；

3.2022秋季学期：高等数值分析，理学院研究生必修课，72学时4学分，中山大学（深圳）；

4.2020秋季学期：Physics in Nuclear Medicine，医学物理专业研究生课程，54学时3学分，Georgia Tech；

5.2020春季学期：Medical Imaging Physics,医学物理专业本研贯通课，54学时3学分，Georgia Tech。

教学科研成果及获得荣誉（近五年）：

1. 2024年，IEEE高级会员；

2. 2023年，中国体视学学会颁发的技术发明二等奖（序1）；

3. 2023年，国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）；

4. 2023年，中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖（序4）；

5. 2023年，所在课题组获得深圳市光明区总工会颁发的工人先锋号荣誉称号；

6. 2022年，入选爱思唯尔和斯坦福大学共同发布的全球前2％顶尖科学家榜单；

7. 2019年，获得由美国医学物理师协会年会颁发的科学论坛奖（全球约10人）。

代表性论文或专利（3-5项）：

1.Pengfei Yang#, Jingjing Shan, Xin Ge, Qinxuan Zhou, Mingchao Ding#,Tianye Niu*, Jichen Du*, Prediction of SBRT response in liver cancer by Combining original and delta cone-beam CT radiomics: a pilot study, Physical and Engineering Sciences in Medicine, DOI: 10.1007/s13246-023-01366-w, 2024.

2.Xin Ge#, Pengfei Yang#, Zhao Wu#, Chen Luo, Peng Jin, Zhili Wang, Shengxiang Wang,Yongsheng Huang,Tianye Niu*, Virtual differential phase-contrast and dark-field imaging of x-ray absorption images via deep learning, Bioengineering & Translational Medicine, DOI: 10.1002/btm2.10494, 2023.

3.Lei Xu*, Ping Jiang, Tiffany Tsui, Junyan Liu, Xiping Zhang, Lequan Yu,TianyeNiu*, 4D‐CT deformable image registration using unsupervised recursive cascaded full‐resolution residual networks, Bioengineering & TranslationalMedicine, DOI: 10.1002/btm2.10587, 2023

4.多自由度影像机器人用模块化碰撞检测及保护装置，牛田野，李茜元，罗辰，杨鹏飞，授权号：ZL201910711928.3，2019年8月2日申请，2024年4月9日授权。

5.一种适用于小动物的能谱快速成像锥束CT系统及设计方法,牛田野，罗晨，王静，授权号：ZL202110619601.0，2021年6月3日申请，2024年2月13日授权。

电子邮箱：tyniu@ustc.edu.cn