精準(zhǔn)放射治療中圖像配準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、圖像配準(zhǔn)是精準(zhǔn)放射治療的關(guān)鍵技術(shù)之一，并為病情診斷、靶區(qū)勾畫、精準(zhǔn)擺位和精準(zhǔn)治療提供了重要依據(jù)。其中，多模態(tài)圖像剛性配準(zhǔn)為醫(yī)生和物理師提供更加豐富的醫(yī)學(xué)圖像信息，圖像變形配準(zhǔn)則有助于醫(yī)生觀察患者解剖結(jié)構(gòu)在治療中的變化情況。臨床上常用的基于骨性標(biāo)志剛性配準(zhǔn)方法無法實現(xiàn)全自動配準(zhǔn);變形配準(zhǔn)方法可反映出解剖結(jié)構(gòu)在放療過程中發(fā)生的局部形變，但處理低對比度圖像的速度和精度都難以達到臨床要求。為了滿足圖像配準(zhǔn)在精準(zhǔn)放射治療勾畫、擺位以及實施階段的應(yīng)

2、用需求，實現(xiàn)全自動、高精度、高成功率的剛性配準(zhǔn)方法，解決精準(zhǔn)放射治療中CT與CT、CT與錐形束CT（Cone Beam CT，CBCT）變形配準(zhǔn)特有問題，本文對精準(zhǔn)放射治療中的配準(zhǔn)技術(shù)進行了深入研究。
　　首先，提出了基于局部加權(quán)互信息的剛性配準(zhǔn)方法，實現(xiàn)了全自動的多模態(tài)圖像剛性配準(zhǔn)方法，并有效解決了互信息配準(zhǔn)中容易出現(xiàn)局部極值的問題。測試結(jié)果表明該方法可以在保持速度的同時達到了亞毫米級配準(zhǔn)精度，滿足臨床需求，為醫(yī)生診斷病情、勾畫

3、靶區(qū)提供了支持。
　　其次，提出了基于勾畫信息的CT/CT圖像變形配準(zhǔn)方法。該方法將計劃CT圖像和治療CT圖像勾畫信息作為先驗知識，采用圖像和感興趣區(qū)域相結(jié)合的灰度均方差測度，消除了CT圖像中低對比度的軟組織區(qū)域?qū)ψ冃闻錅?zhǔn)的影響。測試表明該方法配準(zhǔn)后平均歸一化互相關(guān)系數(shù)高達0.98±0.01，圖像配準(zhǔn)后的變形場可驅(qū)動計劃CT中的腫瘤或危及器官輪廓映射到治療CT圖像，可有效減少醫(yī)生勾畫治療CT圖像操作。
　　最后，提出了基于灰