基于形變配準(zhǔn)的4D-CBCT稀疏角度重建研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像引導(dǎo)放射治療（IGRT）已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中腫瘤治療的主流手段之一。基于CBCT的IGRT技術(shù)將CBCT成像技術(shù)與放射治療技術(shù)相結(jié)合，在治療的同時(shí)對(duì)靶區(qū)的相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，根據(jù)得到的CBCT圖像，與治療前獲得的計(jì)劃CT圖像配準(zhǔn)，計(jì)算解剖組織在不同分次治療間與同一分次治療中的運(yùn)動(dòng)誤差，對(duì)靶區(qū)的位置、形狀以及劑量分布等的變化做出及時(shí)校正。因此，對(duì)CBCT圖像進(jìn)行四維重建是保證圖像引導(dǎo)放射治療精確進(jìn)行的重要

2、因素。
　　由于CBCT成像采用X射線成像技術(shù)，為減少對(duì)病人的傷害，降低CBCT掃描的輻射劑量成為醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。對(duì)腫瘤進(jìn)行稀疏角度掃描就是減少輻射劑量的一種有效方法，但隨之帶來(lái)的是稀疏角度的重建問(wèn)題。近年來(lái)提出的壓縮感知（CS）理論在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注，CS理論與傳統(tǒng)信號(hào)重構(gòu)算法的性質(zhì)不同，它打破了奈奎斯特定理的要求，只需要少量的數(shù)據(jù)就能精確地重建出高質(zhì)量的圖像，在解決稀疏角度重建問(wèn)題的同時(shí)，還滿足了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像

3、的高質(zhì)量和低劑量的要求。
　　本文利用壓縮感知的優(yōu)點(diǎn)，將其與配準(zhǔn)算法相結(jié)合，提出了一種基于形變配準(zhǔn)的4D-CBCT圖像的重建算法：R-CS算法。算法主要思想是：首先根據(jù)呼吸信號(hào)對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行十個(gè)時(shí)相的分組，對(duì)每一組數(shù)據(jù)利用ART算法進(jìn)行三維重建后再與治療前的CT圖像配準(zhǔn)重建成CBCT圖像，同時(shí)對(duì)每一組數(shù)據(jù)進(jìn)行基于壓縮感知的全變差最小化方法的重建，然后將配準(zhǔn)重建后的CBCT圖像作為初始圖像用NEATA算法進(jìn)行迭代重建，得到符合要求的