收藏本站
《华中科技大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

适形调强放射治疗系统若干关键技术的研究

黄禹  
【摘要】:适形调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT) 是一种理 想的放射治疗技术,是新一代放射治疗技术发展的主流。它可有效提高放射治疗的治 疗增益比,在最大限度杀灭肿瘤的前提下,使正常组织和器官免受或少受不必要的辐 照。目前国外对 IMRT 的研究仍有待深入,在广泛应用于临床治疗之前,一些关键技 术需要突破。国内在 IMRT 系统的整体研究方面还是空白。 本文以提高放射治疗的治疗增益比为方向,对 IMRT 的相关理论及关键技术进行了 深入系统的研究,包括:医学图像处理、三维重建、针对 IMRT 的三维模型处理、剂 量计算模型和治疗计划优化、IMRT 实施设备与方法等。 本文首先研究了面向 IMRT 的医学图像处理问题,在详细分析现有图像处理技术的基 础上,提出了一种基于边缘模板的体廓自动提取方法,实现了医学图像的半自动分割。 在三维重建方面,本文提出了一种结合全局优化与局部优化的、基于轮廓相似性 的快速三角划分算法。该算法首先对相邻轮廓的相似性进行判断,对于非相似轮廓采 用模拟退火算法进行三角划分,相似轮廓的三角划分则采用相对简单的局部优化方 法。该算法与一般的全局优化算法相比,视觉效果基本一致,而计算时间得到减少。 针对 IMRT 的具体应用,本文研究了三维模型的显示和处理方法,在建立以空间立 方体形式组织的、具有清晰毗邻关系和索引结构的三角域拓扑模型的基础上,提出了 任意截面与三维模型的快速求交算法。 本文对放射治疗的剂量计算模型进行了分析和总结,在建立以剂量均匀性和健康 组织与病灶剂量梯度差为目标函数的治疗计划优化模型的基础上,提出采用遗传算法 实现 IMRT 治疗计划系统优化,设计了算法的具体实现过程。 鉴于多叶准直器(Multi-leaf Collimator, MLC)在大射野治疗机上的广泛应用, 本文深入探讨了 MLC 适形调强的实现方式,包括:MLC 静态调强、MLC 动态叶片调强 和 MLC 扫描调强技术,推导了 MLC 叶片的运动公式,提出了满足 IMRT 的叶片运动模 型及其控制策略,并分析了有限加速度问题及其处理方法。 针对聚焦式治疗机的特点,本文首次提出聚焦式治疗机扫描调强的概念和原理, 为 IMRT 提供了新的思路和途径,并对其实现方法进行了初步研究。 本文上述研究成果已部分应用在开发的IMRT 实施设备-“OUR-QGD 型立体定向伽玛射 线全身放射治疗系统(全身伽玛刀)”和IMRT 治疗计划原型系统-“XG-TPS”上。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TH774

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 闵志方;调强放疗中的数学规划问题研究[D];华中科技大学;2010年
2 金雏凤;图像引导放射治疗模式下精确放射治疗生物学效应研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 宋威;放射治疗计划中光子束剂量计算及可视化技术的研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 杨雄伟;肿瘤磁感应加温治疗计划系统相关研究与实现[D];广东工业大学;2007年
3 张耿旭;加速器治疗头控制系统的设计与开发[D];广东工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祁大勇,韩月秋;一种快速图象中值滤波算法[J];北京理工大学学报;1996年04期
2 吕庆文,李树祥,李光明;X刀治疗计划设计的研究[J];北京生物医学工程;2001年01期
3 杨卫东,李树祥;剂量体积直方图的扩充——功能剂量体积直方图[J];北京生物医学工程;1998年03期
4 於文雪,鲍旭东,罗立民,严玉龙,舒华忠,柏毅;基于遗传算法的γ刀治疗计划优化[J];东南大学学报;1999年03期
5 孙慧,周红霞,李朝晖;图象处理中边缘检测技术的研究[J];电脑开发与应用;2002年10期
6 唐果,赵晓东,汪元美;模糊表面构造,阻光度映射及快速体绘制研究[J];电子学报;1999年01期
7 李星洪,孙建永;伽玛治疗刀的辐射屏蔽设计计算[J];核科学与工程;1998年02期
8 谢存禧,李仲阳,成晓阳;STL文件毗邻关系的建立与切片算法研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年03期
9 陈凌钧,金建荣,汪国昭;三维重建的统一方法─—模拟退火法[J];计算机学报;1997年12期
10 王振杰,盛焕烨;一种基于边缘梯度的图像分割方法[J];计算机应用研究;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 樊军;旋转式伽玛刀治疗系统中治疗计划系统的研制[D];天津工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 徐亚洲;基于DICOM标准的PACS系统[D];西北大学;2002年
2 谢英杰;基于DICOM RT的放疗信息系统研究开发[D];浙江大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗本怀,刘晓晶;小方坯连铸结晶器钢水液面自动控制仪的研究应用[J];鞍钢技术;2001年02期
2 罗本怀,刘晓晶;高炉焦炭中子测水系统的应用[J];鞍钢技术;2001年03期
3 吴爱东;调强适形放射治疗的质量保证及剂量验证[J];安徽预防医学杂志;2003年01期
4 胡宗涛;费振乐;彭勇;陆林;;伽玛刀治疗纵隔淋巴结转移癌压迫气管近期疗效观察[J];安徽医药;2009年11期
5 黄晓延,钱剑扬,钟宁山,卢杰,黄劭敏;高能电子线射野中心轴百分深度剂量测定[J];癌症;2000年06期
6 陈利;陈立新;孙洪强;黄劭敏;孙文钊;高兴旺;邓小武;;直线加速器小照野物理数据的测量和比较[J];癌症;2009年03期
7 刘晓晶,王熠玢;钢水液面自动控制系统[J];鞍山钢铁学院学报;2001年03期
8 张国华;张学东;;基于可变邻域的小波变换的球团图像边缘检测算法[J];鞍山科技大学学报;2005年06期
9 吕英华;牛守强;;基于MATLAB的金属材料显微图像处理[J];鞍山科技大学学报;2006年03期
10 曹文涛;伽玛刀治疗体部恶性肿瘤的剂量探讨[J];蚌埠医学院学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王佳佳;廖宁放;廉玉生;刘子龙;;基于八通道成像光谱仪图像配准技术研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 邓春涟;;面罩固定技术在头部肿瘤放疗中的应用[A];第六届全国鼻咽癌学术大会论文汇编[C];2010年
3 单锦露;张绍祥;谭立文;王阁;王东;雷新;;数字化盆腔放疗模型的构建[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
4 田家云;张文仲;;GM计数管内光子能量沉积影响特性研究[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2006年
5 邓福威;过惠平;韩峰;;区域α放射性气溶胶测量与分析研究[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2006年
6 黄卫新;方国明;;核辐射脉冲模拟软件实现研究[A];第四届中国核学会省市区“三核”论坛论文集[C];2007年
7 黄卫新;张文锋;;基于matlab软件计算辐照装置各点照射率[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年
8 陈少文;王学涛;陈立新;曹午飞;唐强;刘小伟;;医用直线加速器入射电子束参数的研究[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
9 吴宜灿;李国丽;陶声祥;吴爱东;孔令玲;刘伯学;林大全;陈义学;宋钢;赵攀;林辉;陈朝斌;黄群英;吴李军;;精确放射治疗系统ARTS的研究与发展[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
10 郝继笑;李光庆;梅晓丽;;探伤室防辐射混凝土结构施工[A];恭贺游宝坤教授70华诞学术研讨会暨第四届全国膨胀剂和混凝土应用技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖毅;体育赛事背景广告曝光参数虚拟预测研究[D];上海体育学院;2010年
2 陆济湘;三维物体建模和场景构造技术研究[D];华中科技大学;2010年
3 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
4 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
5 周密;面向建筑造型的图形软件支撑系统[D];中国建筑科学研究院;2009年
6 金观桥;兔VX2鼻咽癌颅底侵犯模型建立及其放射治疗疗效的CT、MR评价[D];广西医科大学;2011年
7 曲颂;锥形束CT图像引导在头颈部及胸腹部肿瘤放射治疗中的应用[D];广西医科大学;2011年
8 孔超;基于数学形态学的木质材料实时无损检测研究[D];东北林业大学;2010年
9 孙晶星;心脏介入手术中患者及操作者受照剂量研究[D];北京协和医学院;2011年
10 江波;基于常规加速器的全身调强放疗方法[D];北京协和医学院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
2 马莉;车牌识别系统中的车牌定位和分割算法研究和实现[D];山东科技大学;2010年
3 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
4 孙卫芳;基于JSEG的视频/图像分割技术研究[D];郑州大学;2010年
5 杨维洲;基于数学形态学和亚像素提取的图像检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曲昆鹏;基于支持向量机的杂草识别研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 黄金;安全混沌图像加密算法的研究[D];长沙理工大学;2010年
8 饶裕平;基于视频的森林火灾识别方法研究[D];浙江农林大学;2010年
9 赵帅;单波束扫描成像声呐的数据处理及其DSP实现[D];中国海洋大学;2010年
10 刘晓光;基于水下图像增强滤波方法的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李光明,李树祥,吕庆文,江贵平;三维计划治疗中等剂量线绘制的改进[J];北京生物医学工程;1999年01期
2 宋延波;陈晓品;;图像引导放射治疗的临床应用及进展[J];重庆医学;2009年01期
3 邹豪,Heang K. Tuy,刘积仁;医学图像三维表面模型重建[J];CT理论与应用研究;2000年S1期
4 闫学昆;杜杰;金仁喜;张学清;陈英;;CB法微核实验中双核细胞与微核的识别标准探讨[J];辐射防护通讯;2010年01期
5 安新伟,张晓兵,尹涵春;医学图像三维重建的研究[J];电子器件;2001年03期
6 李曼珍;过程控制中PID控制算法的实用性[J];仪器仪表用户;2004年05期
7 庄永志 ,王俊杰;辐射诱发的二重癌[J];国外医学(放射医学核医学分册);2002年03期
8 唐焕文;梁海荣;庄志雄;胡大林;;甲基磺酸甲酯对人胚肺成纤维细胞遗传毒作用的影响[J];工业卫生与职业病;2006年03期
9 陈杰;程惠华;;立体适形调强放射治疗的进展[J];福州总医院学报;2006年02期
10 程品晶;王宇;凌球;;医用直线加速器治疗头的蒙特卡罗模拟[J];核电子学与探测技术;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李智慧;基于可视化的三维放射治疗计算机模拟系统的研究[D];四川大学;2002年
2 勾成俊;基于混合笔束模型的三维电子剂量计算研究[D];四川大学;2003年
3 李永杰;调强放射治疗中的优化技术研究[D];电子科技大学;2004年
4 鞠永健;分次放射治疗中使用不等分次剂量效果的研究[D];中国协和医科大学;2003年
5 侯建华;多叶光栅放射治疗系统中若干关键技术研究[D];大连理工大学;2006年
6 朱国昕;电动多叶光栅放射治疗系统在临床中若干关键技术研究[D];沈阳工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金浩宇;三维适形放射治疗剂量计算模型研究[D];第一军医大学;2004年
2 李亚东;医学图像分割与三维重建的研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 王文华;三维放射治疗计划系统的研究与实现[D];西安电子科技大学;2005年
4 刘均;基于图像融合技术的放疗靶区定义研究[D];第四军医大学;2005年
5 梁月强;新型电动多叶光栅及软件实现[D];电子科技大学;2005年
6 郭中华;肿瘤热疗中交变磁场测量系统的研究[D];广东工业大学;2006年
7 刘志远;交变磁场肿瘤热疗温度场检测系统的研究[D];广东工业大学;2006年
8 王轶宏;等值线的自动绘制方法及在计算机上的实现[D];吉林大学;2006年
9 唐木涛;遗传算法优化调强放射治疗计划射野参数研究[D];第一军医大学;2006年
10 王卓宇;SCG算法优化调强放射治疗计划子野权重研究[D];第一军医大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 卓子寒;翟伟明;刘玲玲;蔡东阳;李一戈;唐劲天;;肿瘤热疗计划系统的研究进展[J];计算机应用研究;2012年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 洪焦;吴水才;刘振临;;脑立体定向射频消融手术计划系统的研究[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2010两岸四地生物医学工程学术年会论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 安丽花;基于单纯形优化算法的调强方法研究[D];南京大学;2011年
2 王健;调强放疗强度矩阵分解研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高磊,吕庆文,李树祥;一种求调强放疗中最佳笔射束强度分布的改进方法[J];北京生物医学工程;1999年03期
2 刘阿力;Leksell伽玛刀与立体定向放射外科[J];引进国外医药技术与设备;1998年02期
3 赵业,陈维南,李立源;基于边界点方向的边界检测方法[J];东南大学学报;1994年06期
4 舒华忠,严玉龙,鲍旭东,柏毅,罗立民;立体定向放射外科中的 γ-刀治疗规划的优化[J];东南大学学报;1997年04期
5 李翠华,郑南宁,张永平;基于样条修匀公式的图像边缘检测[J];电子学报;1999年01期
6 唐果,赵晓东,汪元美;模糊表面构造,阻光度映射及快速体绘制研究[J];电子学报;1999年01期
7 宋军,邵谦明,周耀华;小波变换多尺度过零点表征及在医学超声图像分割中的应用[J];复旦学报(自然科学版);2001年01期
8 王力平;伽玛刀治疗的现状与进展[J];桂林医学院学报;1997年04期
9 孙孟杰,吕旭东,段会龙;CORBA在医院信息系统中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;2001年01期
10 谢英杰,叶志前,徐庐生;医学图像可视化与相关技术及应用[J];国外医学.生物医学工程分册;2001年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡启明;胡润滋;周平;;变电站巡检机器人应用技术[J];华中电力;2011年05期
2 许兴;美国防部保证关键技术的投资[J];中国航天;1990年12期
3 张昌伦,戚惠尔;安徽省体育馆横向压张预应力索桁屋盖施工[J];施工技术;1990年04期
4 成一之;矿用大倾角压带式输送机的几个关键技术[J];起重运输机械;1990年06期
5 周林;娄寿春;陈铁夫;;地空导弹武器系统抗ARM的措施及关键技术探讨[J];电子对抗;2001年04期
6 ;张晓鲁谈当前电力工业发展的若干关键技术[J];现代电力;2002年02期
7 汪思海;浅析二次衬砌关键技术在单线长大隧道中的应用[J];西部探矿工程;2005年S1期
8 王永;大冷量分置式斯特林制冷机[J];红外;2005年08期
9 赵世宜,于殿祥,刘栋;美军物流关键技术的应用及启示[J];集装箱化;2005年10期
10 熊建武,周进,戴小鹏;基于Internet的模具协同设计研究[J];科学技术与工程;2005年20期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙向东;林丽;耿忠;;基于卫星信息的三维数字化战场环境建立技术[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
2 崔维成;马岭;;潜水器设计中所要解决的水动力学问题[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
3 颜建军;林汉同;陈立亮;廖敦明;刘瑞祥;;压铸模CAD关键技术的研究[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
4 薛猛;张虹;;流媒体技术的发展及其应用[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
5 邱雪松;邓宗全;胡明;;月球探测车可展开式悬架的设计分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
6 饶中浩;张国庆;吴忠杰;傅李鹏;;食品冷藏链关键技术及研究进展[A];第六届全国食品冷藏链大会论文集[C];2008年
7 朱晓华;;利用CARIS HPD进行纸海图生产[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
8 刘春煌;;铁道部客票中心系统的设计与关键技术的实现[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
9 钱立新;;中国既有铁路提速关键技术的突破[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
10 吴荣锋;;隧道洞口施工技术[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 常健;我国全光网关键技术取得群体突破[N];中国高新技术产业导报;2001年
2 江苏科学技术出版社 钱路生;《鲟鱼规模养殖关键技术》[N];江苏农业科技报;2002年
3 冀协;我国掌握核心路由器关键技术[N];人民日报;2001年
4 记者 王明毅;关键技术攻关取得进展[N];中国石油报;2002年
5 王秀兰;我国攻关非石油路线化学品关键技术[N];中国化工报;2006年
6 记者 刁萃;我国电网自主创新能力将获提升[N];中国经济导报;2006年
7 国家自然科学基金委;专家呼吁:为我国海洋工程装备发展提供共性理论和关键技术[N];大众科技报;2006年
8 记者 李世杰 通讯员 尹续群;我省为节能减排提供技术支撑[N];河北科技报;2007年
9 郭科;黄委两项目获2006年度国家“948”计划资助[N];黄河报;2006年
10 龙武生;冬春仔兔成活高 关键技术抓八条[N];湖南科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄禹;适形调强放射治疗系统若干关键技术的研究[D];华中科技大学;2004年
2 杜卓明;三维模型检索与压缩关键技术研究[D];西北大学;2012年
3 孙挺;三维模型特征提取技术研究[D];西北大学;2011年
4 何其真;三维模型的表达、分析及其在三维仿真与模型检索中的应用[D];中国科学技术大学;2010年
5 王家乐;基于内容的三维模型检索关键技术研究[D];上海交通大学;2008年
6 边前卫;三维模型检索中模型查询接口及特征提取算法研究[D];上海交通大学;2011年
7 郧文聚;农用地分等及其应用研究[D];中国农业大学;2005年
8 李宝国;北沙参质量控制关键技术和评价标准研究[D];山东中医药大学;2005年
9 黄晓波;乳腺癌调强适形放射治疗的研究[D];复旦大学;2004年
10 王景恒;物流配送关键技术优化方法研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王绘;基于OpenGL的三维展览应用[D];西南交通大学;2006年
2 魏煜锋;风力发电机组叶片三维模型自动成型系统的开发与研究[D];新疆大学;2010年
3 楚秉智;关节特征约束的骨架提取算法及其应用研究[D];辽宁师范大学;2010年
4 吕祥;探讨基于手绘建立三维模型的工作方式[D];吉林大学;2011年
5 张轶琛;集装箱装卸桥虚拟样机的开发与研究[D];上海海事大学;2004年
6 王轶;中学教师团队建设的三维模型[D];首都师范大学;2009年
7 陆楠;城市虚拟场景规划实验平台的研究[D];南京航空航天大学;2004年
8 周定国;膝关节力学性态的动力学模拟[D];大连理工大学;2006年
9 毛晔;大型基础设施的可持续性研究[D];东南大学;2005年
10 陈家赢;基于虚拟地理环境三维可视化模型的农用地土地整理规划设计[D];华中农业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026