癌癥(惡性腫瘤)是威脅人類生命健康的主要疾病之一。放射治療技術(shù)(放療)利用帶能量的射線束破壞癌細(xì)胞結(jié)構(gòu),是治療癌癥的主要手段。影像引導(dǎo)放射治療(Image Guided Radiation Therapy,IGRT)提高了放療的精準(zhǔn)性。相比解剖影像,功能影像在早期的腫瘤檢測方面具有更好的表現(xiàn)。錐形束電子計算機(jī)斷層掃描(Cone-Beam Computed Tomography,CBCT)是實(shí)現(xiàn)IGRT的設(shè)備之一。對比傳統(tǒng)CT設(shè)備,CBCT具有高成像精度和低射線量的優(yōu)勢,但由于CBCT掃描速度較慢,無法進(jìn)行功能成像。但依據(jù)組織的密度變化規(guī)律,可以通過建立CBCT灌注模型完成功能成像仿真,從而實(shí)現(xiàn)解剖、功能成像一體化。在探究CBCT功能成像的過程中,CBCT投影過程的刻畫會影響功能成像結(jié)果,因此對CBCT投影模型的研究顯得尤為重要。本文完成了以下工作:1.依據(jù)CBCT掃描特性建立體積積分模型。由于CBCT掃描時中心平面的掃描情形與扇束CT的掃描情形相同,因此論文使用通過扇束CT掃描后重建的斷層圖像作為CBCT功能成像仿真研究中的被掃描物體,使用體積積分模型獲得模擬的投影數(shù)據(jù)。為了減少體積積分模型的時間耗費(fèi),本文采用GPU并行計算同個旋轉(zhuǎn)角度下不同探測器位置檢測到的投影數(shù)據(jù),提高了體積積分模型的運(yùn)算速度。2.采用體素時間-密度模型,分別擬合了體積積分模型中的體素和原始圖像中體素的時間密度曲線(Time Density Curve,TDC),利用相關(guān)系數(shù)定量分析兩者的擬合程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過體積積分模型計算的TDC和原始圖像TDC的平均相關(guān)系數(shù)達(dá)到了83.99%。3.使用血流動力學(xué)模型求解CBCT功能成像的灌注結(jié)果。通過對比組織不同區(qū)域通過不同投影模型獲得的灌注結(jié)果與原始圖像灌注結(jié)果的吻合程度,結(jié)合時間耗費(fèi),驗(yàn)證了使用體積積分模型進(jìn)行CBCT功能成像的有效性。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R814;TP391.41
【部分圖文】：

X射線穿過均勻物質(zhì)

X射線穿過人體組織

體素矩陣掃描示意圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2863614