mba論文腦腫瘤射頻消融手術規(guī)劃關鍵技術研究pdf

1、U D C ：6 2 1中文圖書分類號：R 3 1 8 ．6學校代碼：1 0 0 0 5學 號：$ 2 0 1 0 1 5 0 4 4密 級：公開北京工業(yè)大學工學碩士學位論文題 目： 腦腫瘤射頻消融手術規(guī)劃關鍵技術研究英文題目：T H E K E Y T E C H N O L O G I E S R E S E A R C H O FR A D I O F R E Q U E N C Y A B L A T I O N S U R G

2、 E R YP L A N N I N G F O R B A R I N T U M O R S論文 作 者：學 科：研 究 方 向：申 請 學 位：指導教 師：所在 單位：答辯 日 期：授予學位單位：李鵬生物醫(yī)學工程生物醫(yī)學電子與信息處理工學碩士吳水才教授生命科學與生物工程學院2 0 1 3 年6 月北京工業(yè)大學摘要摘要射頻消融技術作為一種腫瘤微創(chuàng)物理治療方法，已廣泛應用于多種實質(zhì)性腫瘤和腦神經(jīng)性疾病的治療，但目前臨床治療中射頻加熱

3、功率和時間的確定還主要依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗。本文研究目的是利用計算機進行手術規(guī)劃，在術前輔助醫(yī)生設計出射頻消融最佳治療計劃，確定射頻加熱功率和時間等參數(shù)。通過對腦M I u 序列掃描圖像的處理，對腦腫瘤進行分割和三維可視化建模；通過建立腦腫瘤射頻消融傳熱模型，用有限元方法模擬射頻消融溫度場分布；根據(jù)模型匹配法對腦病灶和模擬溫度場進行“適形”匹配，從而確定出最佳治療方案；研制腦腫瘤射頻消融手術規(guī)劃系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下：( 1 ) 針對目前臨

4、床上主要靠手動分割提取腦腫瘤邊界的現(xiàn)狀，提出了一種基于圖論的交互式圖像分割方法，并且對原算法進行了兩點改進。一是利用相干濾波器代替高斯濾波器進行圖像預處理，該濾波器在濾除圖像噪聲的同時可以增強圖像的邊緣，更有利于對腫瘤輪廓的提??；二是針對圖論在分割腫瘤內(nèi)部灰度差異較大時難以取得合適分割參數(shù)的問題，通過降低圖像分辨率來減小圖像內(nèi)部灰度不均勻性對分割造成的影響，利用圖論對分辨率減小后的圖像進行分割，然后再用線性插值方法恢復到原分辨率，取得了

5、較好的分割效果。利用三維面繪制中的移動立方體算法對分割后的腦腫瘤進行三維重建，得到腫瘤的立體模型，使醫(yī)生可以在立體層面對腫瘤進行觀察。( 2 ) 針對目前臨床中射頻消融參數(shù)的設置主要依賴醫(yī)生經(jīng)驗而非定量數(shù)據(jù)參考的問題，利用博萊德R F A ．I I 型和F Y J S 8 5 ．I V 型溫控射頻消融儀進行溫控射頻消融溫度場分布的實驗研究；針對實驗中的參數(shù)設置，利用A N S Y S 建立了相應的有限元模型，以模擬射頻消融溫度場的分布情

6、況。通過對比實驗和有限元模擬中消融區(qū)范圍和消融區(qū)內(nèi)關鍵位置點的溫升變化，驗證所建立有限元模型的可行性；利用有限元模型模擬不同參數(shù)下的消融區(qū)模型，建立射頻消融溫度場數(shù)據(jù)庫。( 3 ) 為了輔助臨床醫(yī)生更好地進行射頻消融手術，設計了一套針對腦腫瘤的射頻消融手術規(guī)劃系統(tǒng)。該系統(tǒng)由腦腫瘤三維可視化模塊、射頻消融溫度場數(shù)據(jù)庫管理模塊和模型匹配模塊組成。通過對腦腫瘤進行交互式分割和三維重建，使醫(yī)生在立體空間對腫瘤形態(tài)進行觀察；溫度場數(shù)據(jù)庫儲存有不同