多模态管激发X射线荧光CT关键技术研究

发布时间：2023-03-23 21:24

　　恶性肿瘤,又称癌症,乃是当今严重威胁人类健康的主要疾病之一。癌症的常规治疗方法,目前仍以放疗、化疗为主,这对于早期癌症患者而言,肿瘤细胞较小,治疗效果尤为明显。然而,在进行放疗、化疗过程中,不可避免会对正常组织的侵害而引发多种后遗症,这就使得研究与开发具有高效的肿瘤靶向性、低副作用的治疗方法成为了研究热点。近年来,精准医学、个性化诊疗、智慧医疗等日益为人们所瞩目。特别是,纳米技术的发展为肿瘤的早期诊断及靶向性治疗提供了新的机遇——利用纳米金粒子(GNPs)较小的生物毒性以及对其修饰后所具有的靶向特异性,易于在肿瘤内部聚集,从而达到在治疗时有效增强肿瘤组织内部射线剂量或药物浓度,却对周围正常组织损伤较小的效果。诚然,GNPs在肿瘤内部的分布及富集程度,乃是决定上述方法成败的关键。X射线荧光CT(XFCT)是X射线荧光分析法与X射线CT的有机结合,它利用入射X射线激发样本内部待测高原子序数元素发出荧光,通过对出射荧光的探测,结合特定的重建方法,不仅能够辨别所测元素种类,同时能准确重构待测元素的空间分布和浓度。较之于XFCT中常见的同步辐射源(SRS),X射线管源具有较低成本、较强可移动性等...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 X射线荧光CT成像系统
        1.2.2 X射线荧光CT重建方法
        1.2.3 X射线荧光CT几何校正方法
        1.2.4 X射线CT与 X射线荧光CT融合方法
    1.3 本论文的主要研究内容
    1.4 论文结构安排
2 X射线荧光CT基本理论
    2.1 概述
    2.2 X射线CT技术基础
        2.2.1 X射线CT物理基础
        2.2.2 X射线CT数学基础
        2.2.3 X射线CT重建算法
        2.2.4 基于TV的 OS-SART迭代重建算法研究
    2.3 X射线荧光CT技术基础
        2.3.1 X射线荧光CT物理基础
        2.3.2 X射线荧光CT数学基础
        2.3.3 X射线荧光CT重建算法
    2.4 GEANT4 仿真软件简介
    2.5 本章小结
3 X射线荧光CT图像重建及几何校正技术研究
    3.1 概述
    3.2 X射线荧光CT图像重建算法研究
        3.2.1 经典OSEM算法
        3.2.2 基于DEV的 OSEM算法
        3.2.3 二维(2D)实验研究
    3.3 X射线荧光CT几何校正技术研究
        3.3.1 基于LLE的 XFCT几何校正基本原理
        3.3.2 XFCT几何校正实验研究
        3.3.3 XFCT刚性运动伪影校正实验研究
    3.4 本章小结
4 多孔准直管激发X射线荧光CT成像技术研究
    4.1 概述
    4.2 平行多孔准直管激发XFCT成像系统研究
        4.2.1 平行多孔准直管激发XFCT成像系统仿真设计
        4.2.2 平行多孔准直管激发XFCT成像系统仿真结果
    4.3 旋转多孔准直管激发XFCT成像系统研究
        4.3.1 旋转多孔准直管激发XFCT成像系统仿真设计
        4.3.2 pMPC成像系统与rMPC成像系统比较研究
    4.4 本章小结
5 X射线CT与 X射线荧光CT双模成像及融合实验
    5.1 概述
    5.2 XFCT/X-CT系统的X射线CT成像实验
        5.2.1 X射线CT与 XFCT双模系统
        5.2.2 X射线CT成像实验数据获取与分析研究
        5.2.3 X射线CT成像实验结果
    5.3 X射线CT与 X射线荧光CT图像融合实验
        5.3.1 图像融合方法
        5.3.2 图像融合评价指标
        5.3.3 X射线CT与 XFCT图像融合实验结果
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目
    C.作者在攻读博士学位期间取得的成果目录
    D.学位论文数据集
致谢



本文编号：3768779