恶性肿瘤智能放疗生物靶区勾画系统研发

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1、学校代号10532学号S12094009分类号TP391密级硕士学位论文恶性肿瘤智能放疗生物靶区勾画系统研发学位申请人姓名赵许平培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称刘国才教授学科专业控制科学与工程研究方向智能医疗系统论文提交日期2015年4月20日学校代号：10532学号：S12094009密级：湖南大学硕士学位论文恶性肿瘤智能放疗生物靶区勾画系统研发学位申请人姓名：赵许平导师姓名及职称：刘国才教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年5月26日答辩委员会主席：刘小燕教授R

2、esearchandDevelopmentofSoftwareforBiologicalTargetVolumeDelineationforIntelligentRadiotherapyofMalignantTumorsbyZHAOXupingB.E.（ZhengzhouUniversityofLightIndustry）2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinControlScienceandEngin

3、eeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIUGuocaiApril,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑甫声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进巧研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注巧用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做巧重要贡献的个人和集体，均。己在文中！＾明滿义式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承姐。一〇＞：作者签名鬥期：／＾年月ｈ章］｜＾４学位论文版权使用授权书

4、本学位论文作者完全了解学校有关保巧、使用学位论文的规定，同意学校保留并向閨家巧关部口城机胸送交论义的复印件和电子版，允许论义被瓷阅和借阅。木人投权湖南大学将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检柴，可采用影印、缩印或扫描等复制乎段保存和汇编本学位论文。本学位论文厲于１、保密□，在年解密后适用本段权书。２、不保密Ｖ。。，，（请在Ｌｉｔ相应义框内打Ｖ）作者銘名：Ｍ辛円期：枝年４円导师签名：Ｕ期：＾皆年＾月＾％：ｉ恶性肿瘤智能放疗生物靶区勾画系统研发摘要目前，恶性肿瘤已成为人类死亡的第一大原因，

5、70%以上的患者需要进行智能放疗。由临床放疗医师在病人的PET、CT影像2D横断面上人工逐层勾画肿瘤边界，以此勾画结果为依据设计、制定肿瘤放疗计划。因而，靶区勾画的准确性成为放疗成功与否的关键因素。在分子影像引导智能放疗系统软件的框架下，本文设计、开发了生物调强智能放疗靶区勾画与评估子系统。该子系统是一个面向恶性肿瘤临床精确放射治疗的计算机软件，旨在为临床医师提供一个操作简单、界面友好、智能化程度高的靶区勾画与评估平台。本文中软件系统的主要研发内容如下：（1）针对病人放射治疗的DICOM标准文件，如CT、PET、RS影像文件，设计、开发了相应的病人

6、影像信息预处理和放疗结构集信息处理功能模块，为靶区勾画和评估的开发提供了基础。（2）设计、开发了自适应和两阶段区域生长靶区勾画功能模块，包括用户接口层、核心算法层、系统接口层的设计和详细实现方法。（3）开发了DICOM文件维护及勾画结果评估功能模块，实现了DICOM标准RS文件的创建与保存，并提供了与“金标准”影像的定量与可视化对比分析功能。针对靶区全人工勾画存在的耗时费力、主观性强等缺点，本文实现了自适应区域生长和两阶段区域生长的靶区勾画方法，设计了以PET分子生物功能影像为目标的生物靶区勾画系统，从而提供了一个自动勾画肿瘤放疗靶区的平台。通过改

7、进传统读写DICOM文件的方法，实现了本文勾画系统与临床放疗RS文件的接口模块，解决了与临床医师之间交互问题，增强了系统的适用性、可扩展性。采用相似度、灵敏度、特异度这三个评价指标，作为系统靶区勾画与“金标准”影像的定量评估标准，同时，系统还提供了勾画结果与多模态影像的同时显示，为用户提供更直观的可视化评估。关键词：靶区勾画；区域生长；DICOM影像；定量与可视化评估II硕士学位论文AbstractAtpresent,cancerhasbecomethefirstleadingreasonofhumandeath,andmorethan70%can

8、cerpatientsneedradiationtherapy.Usually,clinicalradiotherapeu