图像采集与处理技术在放射治疗计划系统中的应用.pdf

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1、郑硕士论文题目作者姓名：学科门类：专业名称：导师姓名、职称：州大学位授予单位代码学号或申请号密级学论文图像采集与处理技术在放射治疗计划系统中的应用杨晓鹏T学通信与信息系统杨守义教授--0o五年五月摘要摘要放射治疗技术是治疗恶性肿瘤的主要手段之一。以计算机技术为基础的放射治疗计划系统(RadioTherapyPlanningSystem，RTPS)是实现精确放疗的根本保证。在计算机技术应用于RTPS的初期，功能仅局限于设计靶点和剂量分柿公式等的计算，放射治疗处于半经验状态。近年来，随着计算机性能的提高

2、以及放射治疗物理学、放射肿瘤学、医学图像处理、生物医学工程和医学成像设备等技术的飞速发展，RTPS的各项性能也不断完善和改进。本课题深入系统地研究了现代计算机RTPS基本原理和关键技术，重点研究了RTPS中图像处理技术的应用。自2004年4月份起与郑州大学第一附属医院放射治疗中心合作，对该治疗中心目前采用的传统的肿瘤放射治疗过程进行了深入研究与分析，对其中的一些功能进行了开发，对某些技术进行了改进。本课题的主要研究工作和创新之处有：l、针对该治疗中心用光盘存储传送图像的状况，对非标准接口的成像设备进

3、行了改造，实现了RTPS图像采集的网络传输，具有重要的现实意义。2、深入研究了医学图像处理技术，将图像增强、校正、配准和融合等技术应用于RTPS。深入探讨了CT／MR图像融合对于RTPS的重要现实意义和临床价值。3、对比研究并实现了梯度算子分割、最大熵原则的闽值分割、基于高斯混合分布的分割、Livewire分割等多种医学图像常用的分割算法，对图像分割结果进行了评价并通过实际临床疗效进行了验证。初步改变了该治疗中心手工分割病灶的现状。4、深入研究了医学图像的重建和三维可视化技术，研究了等剂量线(面)的

4、提取方法，实现了病灶和等剂量线的拟合显示。本课题陆续将一些研究结果试验性应用于实际临床工作，至今已有十余摘要例较为完整的使用上述图像处理技术的RTPS放射治疗病例，系统运行状况良好，各项性能均达到预期效果，患者得到了满意的疗效。郑大一附院光子刀治疗中心放射治疗专家和工程技术人员对于本研究的改进给予了充分的肯定，认为本系统确实解决了实际问题，是一套完整的、实用的现代计算机RTPS系统，具有巨大的发展潜力和良好的发展前景。关键词：RTPS医学图像处理图像融合图像分割三维重建一Il—AbstractRad

5、iotherapyisoneofthemostimportantmethodofmalignancytreatmentRadiotherapyplanningsystem(RTPS)，whichisbasedoncomputertechnology,isthefundamentalaccesstopreciseradiotherapy．Intheearlyyears，RTPSwasonlyusedtodesigntargetsandcalculatedosage．Andatthattimethera

6、diotherapyishemi—experience．Nowdays，withthedevelopmentofcomputerradiotherapyphysics，processingofmedicalimage，biomedicalengineeringandimagingequipment，thecharacteristicsofRTPShaveimprovedrapidlyTheprincipleandthekeytechnologiesofRTPSarestudiedoninthispa

7、perespeciallyhighlightedontheimageprocessingtechnologiesandtheapplicationofthem．Underthecooperationwithradiotherapycenter，thefirstaffilitatehospitalofZZUfromApril2004，thetraditionalradiotherapyprocessofthecenterwasstudiedon，partofthefunctionwasdevelope

8、d，andpartofthetechniquewasimproved．Themainworkandinnovationasfollows1．Aimageacquireworkstationisdesignedandbuildedforthenon．standardequipment，Imagesacquireandcommunicationbynetworkarefulfilled，whichhasgreatrealistic2．Themedicalimageproc