使用CBCT投影數(shù)據(jù)的功能成像方法研究.pdf

1、近年來，癌癥（惡性腫瘤）的發(fā)病率和死亡率都不斷上升，并成為威脅人類健康的主要疾病。放射治療是治療腫瘤的主要手段之一。隨著科技的發(fā)展，放療已從二維的立體定向放療發(fā)展到三維適形放療和調(diào)強放療，再到影像引導放療(IGRT)。IGRT是一種精確放療技術(shù)，但目前使用的影像引導技術(shù)大多基于解剖結(jié)構(gòu)的圖像，對于腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)、診斷和治療等還有一定的困難。雖然功能影像技術(shù)能彌補上述解剖影像技術(shù)的不足，但在其成為腫瘤的常規(guī)診療手段之前還有很多問題要解決，

2、比如成像空間分辨率的提高、尋找更加特異和敏感的示蹤劑、最佳的療效評價時間以及腫瘤運動的影響等。功能影像引導的放療技術(shù)將是IGRT未來的發(fā)展方向。
　　 由于錐形束CT(CBCT)獨特的優(yōu)勢，它已是目前IGRT的重要設備。如果能在CBCT上進行功能成像，對于實現(xiàn)功能影像引導下的放療、推動IGRT的發(fā)展具有重要的理論意義和臨床價值。本文主要完成以下工作:
　　 首先，介紹了目前影像引導下的腫瘤放射治療技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀、CBCT

3、成像原理及重建，闡述了使用CBCT投影數(shù)據(jù)進行功能成像研究的意義。
　　 其次，建立了基于動態(tài)增強CT序列圖的CBCT投影模型。為了驗證CBCT投影仿真的正確性，對CBCT投影數(shù)據(jù)使用FDK算法進行重建。其中重點研究了FDK算法中濾波器的選取，為CBCT重建算法中濾波器的選擇指出選取原則及注意事項。
　　 再次，建立了一種基于CBCT投影數(shù)據(jù)的CBCT功能成像的體素時間-密度模型。通過計算機仿真、最優(yōu)化數(shù)值技術(shù)求解模型參

4、數(shù)，獲得體素密度值隨時間變化的曲線，并用相關(guān)系數(shù)來定量分析模擬TDC與真實TDC的擬合程度。結(jié)果表明，使用CBCT投影數(shù)據(jù)進行功能成像是可行的。
　　 然后，使用去卷積模型和最優(yōu)化參數(shù)求解技術(shù)求解組織的灌注參數(shù)以及灌注圖的顯示。綜合所有實驗結(jié)果，證明了使用CBCT投影數(shù)據(jù)進行功能成像的實際操作可行性。
　　 最后，設計并實現(xiàn)了基于CBCT投影數(shù)據(jù)的功能成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了使用CBCT投影數(shù)據(jù)進行功能成像的一般步驟，為以