图像分割和图像配准在近距离放射治疗中的应用研究

发布时间：2021-11-13 10:00

　　放射治疗是恶性肿瘤的重要治疗手段之一,有超过70%的恶性肿瘤患者需要接受放射治疗。放射治疗的基本目标是实现放射治疗增益比的最大化,即最大限度地将放射线剂量集中到靶区（Target Volume, TV）内,在杀灭肿瘤细胞的同时,保护周围正常组织（Normal Tissue）和危及器官（Organs At Risk, OARs）少受或免受不必要的照射。图像分割和图像配准是目前放射治疗领域的关键技术。首先,靶区以及OARs的分割（勾画）直接影响到放射治疗的精确度;其次,在图像引导放射治疗（Image Guided Radiation Therapy, IGRT）的临床应用中,需要对计划CT图像和当前的CT或CBCT图像进行配准,得到病人体位的变化,以修正病人的摆位误差。在自适应放射治疗中（Adaptive Radiation Therapy, ART）中,对靶区和OARs的轮廓线的推衍、各分次照射剂量的累加、放射治疗计划的再计划等均依赖于图像变形配准（Deformable Image Registration, DIR）,图像配准算法的精确性直接影响病人的治疗疗效。无论是三维适形放疗（3-... 

【文章来源】：南方医科大学广东省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 近距离放射治疗简介
    1.3 主要研究工作
第二章 图像分割和图像配准
    2.1 图像分割算法
        2.1.1 图像分割
        2.1.2 随机游走算法
    2.2 图像配准算法
        2.2.1 图像变形配准
        2.2.2 Demons图像配准算法
        2.2.3 TPS-RPM点配准算法
    2.3 小结
第三章 改进的随机游走算法
    3.1 引言
    3.2 改进的随机游走算法
    3.3 算法实现
    3.4 实验数据及评价标准
        3.4.1 实验数据
        3.4.2 评价标准
    3.5 实验结果
        3.5.1 合成体模结果
        3.5.2 初始种子点数目和位置对分割算法的影响
        3.5.3 参数β对分割算法的影响
        3.5.4 参数P_T对分割算法的影响
        3.5.5 MRI和CT图像中非均一性目标的分割
        3.5.6 定量评价结果
        3.5.7 计算效率
    3.6 小结与讨论
第四章 HDR CT图像的变形配准
    4.1 引言
    4.2 联合图像分割及点配准的图像变形配准算法
    4.3 实验数据
    4.4 实验结果
        4.4.1 施源器区域的影响
        4.4.2 分割结果
        4.4.3 配准结果
    4.5 小结
第五章 近距离放射治疗中的膀胱表面的精确配准
    5.1 引言
    5.2 方法和材料
        5.2.1 方法流程
        5.2.2 TPS-RPM-LTP算法
        5.2.3 算法的实现
        5.2.4 膀胱体模数据
        5.2.5 模拟病人膀胱数据和临床病人数据
    5.3 实验结果
        5.3.1 膀胱体模配准结果
        5.3.2 模拟数据配准结果
        5.3.3 临床数据配准结果
        5.3.4 膀胱表面点的数目对配准结果的影响
        5.3.5 算法计算效率
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究成果与总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]改进Demons算法的验证及其在4D-CT轮廓线推衍中的应用[J]. 甄鑫,周凌宏,卢文婷,张书旭,周露.  南方医科大学学报. 2010(12)

博士论文
[1]自适应放射治疗中的图像变形配准关键技术研究[D]. 甄鑫.南方医科大学 2013
[2]医学图像配准和模式识别研究[D]. 任海萍.中国协和医科大学 2003

硕士论文
[1]结合线性二次放射生物模型的图像配准技术的研究[D]. 王建华.清华大学 2010



本文编号：3492822