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磁共振弥散张量成像几何畸变的三维校准
采用图像非刚体配准的方法校正磁共振弥散张量成像的几何畸变.在3D数据场中,采用仿射变换和B样条的变形配准方法来矫正几何畸变,配准的相似性测度采用互信息为准则.弥散张量成像特定组织间的磁女感性差异引起的几何畸变得到了一定纠正,所采用的方法对畸变有一定的抑制.采用3D配准的方法可以对弥文张量成像的几何畸变进行纠正,明显提高了图像质量.
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变形配准与经验计算剂量累加法用于肺癌放疗计划累加剂量计算的研究
目的 应用变形配准功能评价肺癌患者放疗计划中正常组织和危及器官的累加剂量,并与经验计算剂量累加法进行比较.方法 回顾性分析10例肺癌患者,放疗前制定了三维适形或调强治疗计划,放疗过程中重新行CT模拟,并重新设计相同的治疗计划.采用Mimvista软件,运用变形配准,分别在2次CT图像上进行剂量累加.采用经验计算剂量累加法,计算2次放疗计划的正常组织和危及器官的累加剂量,分别对两种方法的双侧肺组织、心脏及脊髓的受照剂量体积以及平均剂量等参数,进行比较.结果 定位和复位图像采用相同的计划方式时,两种方法所得正常组织和危及器官的累积受照体积和剂量等参数差异无统计学意义,仅右肺的平均剂量除外(t=2.98,P＜0.05).结论 变形配准法可以准确评价肺癌患者多次放疗计划中正常组织和危及器官的累加剂量.肺癌患者的靶区变化不大并且采用相同的计划方式时,应用经验计算剂量累加法,可粗略评价肺和心脏等正常组织和危及器官的剂量体积.
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纠正弥散张量成像图像变形的一种方法
目的:采用图像变形配准的方法校正磁共振弥散张量成像(DTI)的几何畸变,以利于神经外科导航中DTI与原始图像的融合.材料和方法:采用仿射变换和B样条的变形配准方法来矫正几何畸变,配准的相似性测度采用互信息为准则.结果:弥散张量成像特定组织间由磁敏感性差异引起的几何畸变得到了一定纠正.结论:采用3D配准的方法可以对弥散张量成像的几何畸变进行纠正,改善图像质量,提高其在神经外科导航中的临床应用价值.
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调强放疗CT图像至高剂量率后装治疗CT图像变形配准算法研究
目的 研究一种将调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)图像配准至高剂量后装治疗(high -dose-rate brachytherapy,HDR) CT图像及进行剂量累加的方法.方法 对HDR CT图像中的施源器进行分割以及收缩变形,然后对IMRT CT和收缩后HDR CT进行变形配准,并结合收缩变形后的施源器掩膜图像以确定配准后IMRT CT图像中阴道的位置,并将其扩充,后完成IMRT-HDR CT的图像变形配准以及剂量的累加.结果利用宫颈癌病人放疗期间获取的IMRT CT和HDR CT图像和相应的剂量分布对算法进行了验证.结果 本文算法能有效消除HDR CT图像中施源器对变形配准的影响,并精确得到病人的受照总剂量.结论 自适应放疗中对总剂量的监测和评价可以让医生根据病人实际的受照剂量,重新优化放疗计划,以实现放射剂量的精确投照.本文提出的方法可以有效实现子宫肿瘤病人的IMRT CT和HDR CT图像的变形配准及剂量的累加,其精度能满足实际临床的需要.
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非小细胞肺癌放疗中靶区和危及器官真实剂量体积直方图
目的:应用非小细胞肺癌患者锥形束CT(CBCT)图像和计划CT图像比较,分析在治疗过程中靶区及危及器官的体积和剂量学变化,并应用变形配准方法进行剂量叠加,分析计划剂量与实施剂量的差别.方法:通过回顾分析8例接受适形放疗或调强放疗的非小细胞肺癌患者,应用RayStation的变形配准功能将每周CBCT图像作为靶图像与计划CT进行变形配准,应用配准的映射关系分别将每周CBCT实施剂量叠加至计划CT,比较靶区和危及器官(心脏、脊髓、双肺等)计划剂量与累积剂量的差别.结果:8例患者大体肿瘤靶区在治疗末CBCT图像上显示的平均体积变化为原体积的88.28％.大体肿瘤耙区的计划剂量平均为(1 166.49士645.42) cGy,累积剂量平均为(1 150.13±630.27)cGy,两者比较,差异有统计学意义(P＜0.05).CT计划和累积计划的计划靶区达到处方剂量的体积(V100)平均分别为95.59％和81.47％ (P＞0.05).治疗末期,CBCT图像中左右肺的体积平均变化分别为原体积的88.95％和80.32％.左右肺CT计划平均剂量分别为(167.31±165.75)和(79.33±54.11)cGy,累加剂量平均为(164.63±164.96)和(77.63±53.36)cGy,差异无统计学意义.心脏的平均剂量为(61.88±66.70)cGy,累积剂量平均为(68.38±60.91) cGy,差异无统计学意义.脊髓的大剂量平均为(372.62±185.91)cGy,累积大剂量平均为(360.00±173.14) cGy,差异无统计学意义.结论:非小细胞肺癌患者靶区解剖结构的变化使计划剂量与实施剂量存在差别,应用剂量变形叠加的方法可发现计划与实施剂量的差距,为自适应放疗提供参考.
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改进Demons算法的验证及其在4D-CT轮廓线推衍中的应用
目的 研究一种改进的Demons变形配准算法,验证算法的有效性,评价配准算法的精度,并将其应用于4D-CT轮廓线的推衍.方法 为加快收敛的速度和提高配准精度,将Demons算法的双向作用力进行重分配,并提出一个能量函数作为相似性测度,利用BFGS优化算法对能量函数进行优化,避免了经典算法中需指定迭代次数的缺陷.分别利用模拟形变CT图像与变形模体,分析和测量了配准算法的精度,并对该算法在4D-CT轮廓线推衍中的应用进行了评价.结果 改进后的Demons算法与经典的Demons算法以及类似的变形配准算法相比,有较高的配准精度,推衍生成的轮廓线与人工勾画的轮廓线匹配程度高.结论 变形配准是4D-CT中的一项关键技术,改进后的Demons算法应用于轮廓线的推衍有望大大治疗计划设计的轮廓勾画工作量,其配准精度能满足实际临床的需要.
