錐形束CT圖像的散射校正.pdf

1、精準(zhǔn)放射治療技術(shù)努力最大限度地殺滅腫瘤細(xì)胞，同時(shí)最大程度地保護(hù)周圍正常組織和危及器官。放射治療過(guò)程中，對(duì)于腫瘤靶區(qū)變形嚴(yán)重的病例，需要及時(shí)調(diào)整放射治療計(jì)劃。基于錐形束CT（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）圖像進(jìn)行計(jì)劃驗(yàn)證和調(diào)整具有耗時(shí)少、成本低、病人接收劑量低等優(yōu)點(diǎn)。但CBCT圖像存在偽影多、HU值不穩(wěn)定等缺陷，對(duì)劑量計(jì)算精度產(chǎn)生很大影響。本文對(duì)CBCT圖像的散射校正方法進(jìn)行了深入研究，以解決上述問(wèn)

2、題并達(dá)到自適應(yīng)放射治療中基于CBCT圖像進(jìn)行劑量計(jì)算實(shí)用化的目的。
　　本文首先發(fā)展了基于蒙特卡羅的CBCT系統(tǒng)模塊化建模方法。該方法可區(qū)分出原射線和散射線，并分離出不同部件的散射分布。通過(guò)Beamdp程序分析、水模劑量測(cè)量實(shí)驗(yàn)及模體圖像散射成份提取的驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法可準(zhǔn)確模擬射線傳播路徑并分離出不同部件的散射成份，模型計(jì)算得到的劑量與實(shí)測(cè)誤差在2％以內(nèi)。
　　其次，在筆形束模型計(jì)算散射核函數(shù)的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了基于散射

3、核反卷積的CBCT圖像散射校正方法，并對(duì)該方法涉及到的信號(hào)轉(zhuǎn)換模型建立、散射核計(jì)算、散射建模等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)研究。采用水模和仿真頭模的CBCT圖像散射校正進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明CBCT圖像質(zhì)量明顯改善，散原射線比（Scatter-to-Primary Ratios，SPR）整體降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　最后，在以上研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)展散射校正后CBCT圖像應(yīng)用于劑量計(jì)算的研究。采用散射校正后的標(biāo)準(zhǔn)模體CBCT圖像建立HU-ED標(biāo)定曲線。