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《东南大学》 2004年
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放射治疗摆位和器官运动分析方法研究

杨晓东  
【摘要】: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。 接下来介绍了医学图像配准的相关原理,通过由治疗计划所用的DRR图像得到相关的靶区模板图像,与治疗前采集的射野图像进行匹配,得到相应的病人摆位误差,这里把相关比、相关比结合梯度、相关系数分别作为匹配中使用的相似性测度算子,进行比较。同时,针对基于灰度匹配运算量大的不足,对计算过程做了一些改进,从而加快了运算速度。对于实际的三维病人摆位误差检测进行了分析,并提出了以后研究的方向。 最后,利用放射治疗前拍摄的射野图像,与治疗过程中实时采集的射野图像进行配准,检测出相应的器官运动。本文中使用了最大互信息配准,对互信息计算中的灰度级、分辨率和插值方法,进行了相关的讨论和实验,给出了其与运算 WP=5 速度、精度之间的关系。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R815

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【参考文献】
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