基于螺旋掃描的前瞻性4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理方法研究.pdf

1、基于四維計(jì)算機(jī)斷層攝影（4D-CT）構(gòu)建胸腔動(dòng)態(tài)仿真模型可以更加準(zhǔn)確真實(shí)地反映出人體胸腔內(nèi)部器官和組織的運(yùn)動(dòng)情況，是研究隨呼吸運(yùn)動(dòng)的胸腔內(nèi)腫瘤靶區(qū)所受照射劑量分布特征的有效手段，對(duì)于精確跟蹤腫瘤靶區(qū)的位置進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化精確放療有重要的應(yīng)用價(jià)值。而4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理是建模的前提和基礎(chǔ)，其精確性和便捷性直接決定了模型的精確性和可用性。現(xiàn)有的回顧性4D-CT采集方法存在動(dòng)態(tài)模型精確度和三維模型空間分辨率之間難以權(quán)衡的問(wèn)題，且在對(duì)CT圖像

2、進(jìn)行分類排序的過(guò)程中容易出現(xiàn)分類錯(cuò)誤。而前瞻性4D-CT采集方法依賴呼吸門控，難以在我國(guó)廣泛應(yīng)用，且重建時(shí)相點(diǎn)相對(duì)較少。
　　本研究針對(duì)這些問(wèn)題與不足，提出一種基于螺旋掃描、不依賴于呼吸門控的前瞻性4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理方法，旨在簡(jiǎn)化4D-CT數(shù)據(jù)獲取和處理過(guò)程的同時(shí)，提高4D-CT模型的精確度。該方法利用雙攝像機(jī)跟蹤記錄志愿者腹部標(biāo)記物隨呼吸的運(yùn)動(dòng)影像，并通過(guò)閾值分割、區(qū)域生長(zhǎng)、質(zhì)心提取等圖像處理方法得到志愿者在深呼吸模式下的

3、呼吸信號(hào)，平均擬合后得到一個(gè)周期的呼吸信號(hào)；從志愿者的呼吸信號(hào)中抽取7個(gè)具有代表性、易獲取的時(shí)相點(diǎn)，志愿者依次在選定時(shí)相點(diǎn)屏氣后，CT機(jī)以螺旋掃描方式獲取對(duì)應(yīng)時(shí)相點(diǎn)的胸腔CT數(shù)據(jù)；然后根據(jù)幅度信息在已獲得的呼吸曲線上確定各采集時(shí)相點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，將CT圖像序列與呼吸曲線關(guān)聯(lián)起來(lái)；最后將感興趣的區(qū)域從CT圖像中分割出來(lái)進(jìn)行三維重建，得到具有多個(gè)時(shí)相點(diǎn)的離散的4D-CT模型。
　　采用該方法獲取正常男性成人的胸腔CT數(shù)據(jù)，得到的圖像清晰