微创放疗术后验证关键技术研究

发布时间：2021-05-07 13:54

　　近距离粒子放射治疗作为一种新兴的利用现代高科技技术治疗癌症的微创性手术,以其精度高、创伤小和治疗效果好等优势,在临床上显示出广阔的应用前景。术后验证是近距离粒子放射治疗中必不可少的一部分。其主要是对术后做一次精确的剂量验证和评估,以检测手术是否能够达到预期的效果。故对术后验证技术的研究具有重大的理论研究意义和实际应用价值。首先,实现肿瘤靶区和重要器官的可视化三维重建。主要内容为:通过自主开发的图像分割工具对肿瘤靶区以及重要器官进行轮廓提取和填充,对虚拟图像空间中的每个器官进行渲染赋值,利用面绘制等技术对其进行三维重建,以完成其可视化。其次,本文提出了一种基于CT图像的,自动粒子拾取算法。该算法通过对粒子区域进行阈值、去噪等处理,将所得的连通区域准确分类。创新性地运用Canny边缘检测算法和改善后的凹点匹配算法将黏结粒子分离为单个粒子,并通过计算图像矩等参数以确定粒子的位置和方向。最后,本文设计两种不同的验证实验以验证所提算法的性能,完成术后验证系统的开发和搭建,并将其成功集成到实验室（IGRTS）自主研发的三维放射治疗计划系统中。物理仿体实验结果表明,粒子拾取的位置误差为（0.61±0... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 三维放射治疗计划系统
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 医学图像的可视化三维重建
        1.3.2 近距离放射治疗术后验证粒子拾取算法
    1.4 课题的研究意义
    1.5 论文研究内容及组织结构
第二章 医学图像中器官的可视化三维重建
    2.1 引言
    2.2 CT图像的成像特征
    2.3 器官轮廓的提取
        2.3.1 图像数据的应用
        2.3.2 虚拟图像空间的创建
        2.3.3 器官轮廓提取
    2.4 器官的三维重建
        2.4.1 MarchingCubes算法
        2.4.2 面绘制及器官的重建
    2.5 开发源的介绍
    2.6 本章小结
第三章 基于CT图像的近距离放射治疗术后验证粒子拾取算法
    3.1 引言
    3.2 基于灰度分布直方图的OTSU最佳全局阈值处理
        3.2.1 空间域和灰度变换
        3.2.2 CT图像的灰度分布直方图
        3.2.3 最佳阈值*k的确定
        3.2.4 DICOM图像二值化
    3.3 粒子分类
        3.3.1 连通区域的标定
        3.3.2 粒子标准体积的确定
        3.3.3 粒子分类的确定
    3.4 黏结粒子的分离
        3.4.1 Canny边缘检测
        3.4.2 凹点匹配算法
    3.5 粒子质心和方向的确定
    3.6 本章小结
第四章 验证实验及其结果分析
    4.1 引言
    4.2 物理仿体实验
        4.2.1 物理仿体实验材料
        4.2.2 物理仿体实验流程
        4.2.3 物理仿体实验结果
    4.3 病例验证实验
        4.3.1 病例验证实验材料
        4.3.2 病例验证实验流程
        4.3.3 病例验证实验结果
    4.4 本章小结
第五章 术后验证系统的实现
    5.1 开发环境
    5.2 系统框架结构及主界面
    5.3 系统的各功能模块设计
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应阈值图像边缘检测方法[J]. 李敏花,柏猛,吕英俊.  模式识别与人工智能. 2016(02)
[2]三维可视化技术在精准肝切除术前规划中的应用[J]. 范应方,项楠,蔡伟,方驰华.  中华肝脏外科手术学电子杂志. 2014(05)
[3]碘-125粒子在治疗恶性肿瘤中的研究进展[J]. 费勇,郭平.  国际医学放射学杂志. 2013(05)
[4]基于反投影的MIT动态图像重建方法研究[J]. 柯丽,林筱,杜强,赵璐璐.  仪器仪表学报. 2013(02)
[5]基于空间域的图像噪声检测技术[J]. 余燕飞,郑烇,王嵩,李伟,袁婧,孙志军.  计算机应用. 2012(06)
[6]近距离治疗肿瘤的放射性粒子研究进展[J]. 李忠勇,高惠波,金小海,陈大明.  同位素. 2011(02)
[7]X-CT金属伪影校正方法综述[J]. 李庆亮,闫镔,孙红胜,李磊,张峰.  CT理论与应用研究. 2011(01)
[8]基于轮廓的孔洞填充算法[J]. 张德才,周春光,周强,池淑珍,王甦菁.  吉林大学学报(理学版). 2011(01)
[9]基于类间方差参数活动轮廓模型图像分割[J]. 崔鸣,周昌雄,胡志峰,张培,徐荣青.  微电子学与计算机. 2010(04)
[10]基于局部特征的图像边缘检测[J]. 李春华,周激流,何坤.  计算机应用研究. 2009(07)



本文编号：3173510