基于CT電影模式掃描的人體四維肺部模型構(gòu)建.pdf

1、近年來,肺部腫瘤的發(fā)病率逐年增高,個(gè)體化精確放療對(duì)于不適合手術(shù)治療的患者來說仍然是最主要的治療手段?；贑T、MRI的圖像引導(dǎo)放射治療(IGRT)和強(qiáng)調(diào)放射治療(IMRT)可基本解決靜止靶區(qū)的精確放療問題。但由于呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的醫(yī)學(xué)影像中運(yùn)動(dòng)偽影的存在,對(duì)于胸腹腔腫瘤這樣的運(yùn)動(dòng)靶區(qū),卻達(dá)不到很好的效果。肺部四維模型構(gòu)建是在三維模型的基礎(chǔ)上加入時(shí)間軸的概念,將獲取的一系列三維模型按其在呼吸周期上的相位排列,建立一個(gè)與呼吸相關(guān)的動(dòng)態(tài)模型。它能

2、更準(zhǔn)確真實(shí)的反映出人體胸腔內(nèi)部器官和組織的運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)于幫助醫(yī)生實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)靶區(qū)的個(gè)體化精確放療的設(shè)計(jì),提供了強(qiáng)有力的圖像支持,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　肺部動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建過程主要包含運(yùn)動(dòng)影像數(shù)據(jù)的獲取、基于時(shí)相點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的排序、隨時(shí)相點(diǎn)變化的靜態(tài)三維模型的建立和動(dòng)態(tài)模型仿真的實(shí)現(xiàn)等四個(gè)步驟。本文重點(diǎn)圍繞多時(shí)相點(diǎn)肺部模型的拼接構(gòu)建開展了相關(guān)研究。具體采用電影掃描模式讓受試者在自由呼吸狀態(tài)下獲取4D-CT數(shù)據(jù),并利用Amria4.1軟

3、件對(duì)原始胸腔數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)選取閾值加邊緣平滑的方法進(jìn)行半自動(dòng)分割,獲得只含有肺部組織的切片數(shù)據(jù)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)4D-CT圖像排序方法的研究,在相鄰圖像最相似原理的基礎(chǔ)上,提出了基于基準(zhǔn)時(shí)相點(diǎn),結(jié)合均方根誤差作為相似性測(cè)度的床位間時(shí)相點(diǎn)排序方法。通過對(duì)排序后兩兩相鄰圖像間相似度的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了掃描時(shí)床位間層間距存在的誤差及造成誤差的原因,并采用最小二乘曲線擬合的方法對(duì)床位間層間距誤差進(jìn)行了修正。利用 Amria4.1軟件實(shí)現(xiàn)了10個(gè)