锥形束CT图像的散射校正.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论义锥形東图像的散射枝正论文题目王玉作者姓名核科学与技术学科专业呉仙教梭胡丽琴到教授导师姓名一五年五月完成时间肀豳科嗲鈦术大孝博士学位论文锥形束图像的散射校正作者姓名：王玉学科专业：核科学与技术导师姓名：吴宜灿教授胡丽琴副教授一五年六月一曰UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforgraduate'sdegreeScatterCorrectionforConeBeamCTImagesAuthor'

2、sName：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人巳经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据

3、库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公开口保密（年）作者签名签字日期：签字曰期：摘要摘要精准放射治疗技术努力最大限度地杀灭肿瘤细胞，同时最大程度地保护周围正常组织和危及器官。放射治疗过程中，对于肿瘤靶区变形严重的病例，需要及时调整放射治疗计划。基于锥形束图像进行计划验证和调整具有耗时少、成本低、病人接收剂量低等优点。但图像存在伪影多、值不稳定等缺陷，对剂量计算精度产生很大影响。本文对图像的散射校正方法进行了深入研宄，以解决上述问题并达到

4、自适应放射治疗中基于图像进行剂量计算实用化的目的。本文首先发展了基于蒙特卡罗的系统模块化建模方法。该方法可区分出原射线和散射线，并分离出不同部件的散射分布。通过程序分析、水模剂量测量实验及模体图像散射成份提取的验证，结果表明该方法可准确模拟射线传播路径并分离出不同部件的散射成份，模型计算得到的剂量与实测误差在以内。其次，在笔形束模型计算散射核函数的基础上，本文实现了基于散射核反卷积的图像散射校正方法，并对该方法涉及到的信号转换模型建立、散射核计算、散射建模等关键环节进行详细研宄。采用水模和仿真头模的图像散射校正进行测试，结果表明图像质量明显改善，散

5、原射线比（整体降低一个数量级。最后，在以上研宄基础上进一步开展散射校正后图像应用于剂量计算旳研究。采用散射校正后的标准模体图像建立标定曲线。通过对模体和鼻咽癌病例的治疗计划进行验证，与标定曲线计算结果进行比较。结果表明基于散射校正后图像进行计剂量计算的精度大幅度提高，伽马通过率分别从散射校正前的、提高至、，为实现自适应放射治疗中的基于图像进行剂量计算提供技术支持。关键词：锥形束蒙特卡罗模拟散射校正散射核反卷积本论文工作得到国家自然科学基金国家计划丨和安徽省自然科学基金等资助ABSTRACTABSTRACTAccurateradiotherapyte

6、chniquestriedtofindabalancebetweenkillingthetumorcellsandprotectingsurroundingnormaltissuesatmaximumusingadvancedequipmentandtechnologies.Duringthetreatmentcourse,thetargetoror^nshapechangesseverelysothattheadjustmentoftreatmentplanisneeded.Dosecalculationandverificationbasedo

7、nCBCTimageshastheadvantagesoflesstimeconsuming,lowcostandlowerconcomitantdose.However,theusageofCBCTimagesfordosecalculationwashamperedbyimageartifactsmainlycausedbyscatterradiation,whichleadstoinstableHUvaluesandmis-inforaiatioaToachievetheclinicalpracticalpurposeofdosecalcul

8、ationbasedonCBCTimagesinAdaptiveRadiotherapy,thescatercorrect