基于深度學(xué)習(xí)的CT/MRI多模影像合成與轉(zhuǎn)化
發(fā)布時間:2021-05-18 18:22
放射治療中,常規(guī)的計算放療劑量的方法是在放療前利用計算機斷層成像技術(shù)(Computed Tomography,CT)對患者采集一套計劃CT圖像。計劃CT圖像具有電子密度信息,據(jù)此可以計算患者的放療劑量。隨著放療技術(shù)的不斷發(fā)展,磁共振影像引導(dǎo)放療技術(shù)(Magnetic Resonance Image-Guided Radiotherapy,MRIgRT)逐漸受到歡迎。但磁共振圖像不具有電子密度信息,不能直接使用磁共振圖像進行放射劑量的計算。為了解決這個問題,本文利用深度學(xué)習(xí),基于U-Net網(wǎng)絡(luò),結(jié)合殘差思想,搭建端對端的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型RUN,通過輸入大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)從MRI圖像到CT圖像的映射,從而利用MRI圖像合成對應(yīng)的CT圖像。再根據(jù)合成CT計算放療劑量。實驗表明,該網(wǎng)絡(luò)能夠有效的將MRI圖像轉(zhuǎn)換成接近真實的CT圖像,同時相比于其他網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)的收斂速度更快,網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練所需時間更短;诖殴舱裼跋褚龑(dǎo)的放療系統(tǒng)中,采用磁共振成像代替?zhèn)鹘y(tǒng)的錐形束CT(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)成像。為減小患者擺位誤差,常使用MRI圖像與計劃CT進行配準,但跨模態(tài)...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院)廣東省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 課題背景及研究意義
1.1.1 癌癥的現(xiàn)狀
1.1.2 放療發(fā)展歷史
1.1.3 磁共振影像引導(dǎo)放療
1.1.4 CT成像原理
1.1.5 MRI成像原理
1.2 醫(yī)學(xué)影像多模態(tài)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 從MRI到CT的圖像生成
1.2.2 從CT到MRI的圖像生成
1.3 多模態(tài)轉(zhuǎn)換圖像評價指標
1.4 研究內(nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)
第2章 基于深度學(xué)習(xí)的CT圖像生成
2.1 方法概述
2.2 RUN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.3 實驗整體設(shè)計
2.3.1 實驗數(shù)據(jù)
2.3.2 訓(xùn)練方法及模型參數(shù)
2.3.3 實驗結(jié)果及分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于深度學(xué)習(xí)的MRI圖像生成
3.1 方法概述
3.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.3 實驗整體設(shè)計
3.3.1 實驗數(shù)據(jù)
3.3.2 訓(xùn)練方法及模型參數(shù)
3.3.3 實驗結(jié)果及分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
4.1 本文總結(jié)
4.2 未來研究方向
參考文獻
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]保持活力四射 少了水不行[J]. 張妍. 健康向?qū)? 2019(03)
[2]2018全球癌癥統(tǒng)計報告解讀[J]. 王寧,劉碩,楊雷,張希,袁延楠,李慧超,季加孚. 腫瘤綜合治療電子雜志. 2019(01)
[3]PET/MR衰減校正技術(shù)的研究進展[J]. 高艷,趙晉華. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2015(07)
[4]圖像引導(dǎo)放療的實現(xiàn)方式[J]. 戴建榮,胡逸民. 中華放射腫瘤學(xué)雜志. 2006(02)
[5]核磁共振成像[J]. 劉東華,李顯耀,孫朝暉. 大學(xué)物理. 1997(10)
本文編號:3194271
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院)廣東省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 課題背景及研究意義
1.1.1 癌癥的現(xiàn)狀
1.1.2 放療發(fā)展歷史
1.1.3 磁共振影像引導(dǎo)放療
1.1.4 CT成像原理
1.1.5 MRI成像原理
1.2 醫(yī)學(xué)影像多模態(tài)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 從MRI到CT的圖像生成
1.2.2 從CT到MRI的圖像生成
1.3 多模態(tài)轉(zhuǎn)換圖像評價指標
1.4 研究內(nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)
第2章 基于深度學(xué)習(xí)的CT圖像生成
2.1 方法概述
2.2 RUN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.3 實驗整體設(shè)計
2.3.1 實驗數(shù)據(jù)
2.3.2 訓(xùn)練方法及模型參數(shù)
2.3.3 實驗結(jié)果及分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于深度學(xué)習(xí)的MRI圖像生成
3.1 方法概述
3.2 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
3.3 實驗整體設(shè)計
3.3.1 實驗數(shù)據(jù)
3.3.2 訓(xùn)練方法及模型參數(shù)
3.3.3 實驗結(jié)果及分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
4.1 本文總結(jié)
4.2 未來研究方向
參考文獻
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]保持活力四射 少了水不行[J]. 張妍. 健康向?qū)? 2019(03)
[2]2018全球癌癥統(tǒng)計報告解讀[J]. 王寧,劉碩,楊雷,張希,袁延楠,李慧超,季加孚. 腫瘤綜合治療電子雜志. 2019(01)
[3]PET/MR衰減校正技術(shù)的研究進展[J]. 高艷,趙晉華. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2015(07)
[4]圖像引導(dǎo)放療的實現(xiàn)方式[J]. 戴建榮,胡逸民. 中華放射腫瘤學(xué)雜志. 2006(02)
[5]核磁共振成像[J]. 劉東華,李顯耀,孫朝暉. 大學(xué)物理. 1997(10)
本文編號:3194271
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3194271.html
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