放射治疗摆位和器官运动分析方法研究

发布时间：2022-10-08 16:38

　　放射治疗的主要目的是最大限度地消灭病变组织,而周围正常组织受到的损伤最小。但在治疗过程中,呼吸运动会导致肺和邻近器官的运动,而且由于病人的摆位不当以及治疗加速器自身的机械偏差,使得治疗过程中靶区偏离正确的位置（相对于此前制订的治疗计划）,从而影响治疗计划的精确实施。因此要对放射治疗中的病人摆位和器官运动进行相应的研究,以提高放射治疗的质量。 本文主要使用数字重建放射影像（DRR）和射野图像,结合医学图像配准和匹配方法,来进行病人摆位和器官运动的研究分析,同时对数字重建放射影像（DRR）的制作,匹配相似性算子的选择以及最大互信息配准做了相关讨论。 论文首先探讨了数字重建放射影像（DRR）的原理和制作方法,使用光线跟踪算法,制作了不同照射能量、不同照射角度的不同部位（腹部和头部）DRR图像,针对DRR图像制作过程比较耗费时间的缺点,在插值方法选择和体元预处理等方面进行了一些改进,在保证图像质量的前提下,加快了生成速度。同时,还对DRR图像的分辨率、交互等方面进行了讨论,并对最大强度投影（MIP）及其相关方法进行了试验。 接下来介绍了医学... 

【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 放射治疗摆位和器官运动分析的背景和意义
    1.2 基于图像配准进行摆位和器官运动分析
    1.3 本文组织内容
第二章 数字重建放射影像(DRR)
    2.1 引言
    2.2 DRR构造方法-光线跟踪(Ray Casting)
        2.2.1 算法原理
        2.2.2 几何模型及坐标系
    2.3 数字重建放射图像构造过程
    2.4 实验结果及讨论
        2.4.1 CT值与衰减系数的转化及DRR增强
        2.4.2 DRR计算时间及分辨率
        2.4.3 DRR交互及其图像质量
    2.5 最大强度投影(MIP)及其相关方法
    2.6 本章小结
第三章 病人摆位分析方法
    3.1 引言
    3.2 电子射野装置和射野图像
    3.3 医学图像配准基本原理
        3.3.1 医学图像配准的分类及基本方法
        3.3.2 医学图像配准的基本过程
        3.3.3 医学图像配准中的几何变换
        3.3.4 医学图像配准中的多参数优化算法
        3.3.5 配准方法精度评价
    3.4 病人摆位误差的检测
        3.4.1 医学图像配准和匹配中的相似性测度
        3.4.2 射野图像的预处理
        3.4.3 使用相关比匹配DRR与射野图像
        3.4.4 相关比结合梯度匹配DRR与射野图像
        3.4.5 使用相关系数匹配DRR与射野图像
        3.4.6 匹配计算中的加速方法
    3.5 实际摆位误差检测的讨论
    3.6 本章小结
第四章 器官运动分析
    4.1 引言
    4.2 器官运动分析所使用的射野影像
    4.3 基于特征和分割的方法
    4.4 最大互信息配准
    4.5 配准中的插值算法
    4.6 实验结果及讨论
        4.6.1 实验结果
        4.6.2 采样对于配准的影响
        4.6.3 灰度级级别对于配准的影响
        4.6.4 出界点的处理
        4.6.5 插值对于目标函数的影响
        4.6.6 互信息的局限性
    4.7 小结
第五章 总结与展望
参考文献
致 谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于互信息量图像配准中目标函数局部极值的成因分析与克服[J]. 刘哲星,江贵平,张煜,谢小棉,李树祥.  中国生物医学工程学报. 2003(06)



本文编号：3688056