隨著當(dāng)今社會(huì)腫瘤發(fā)病率的提高,人們?cè)絹碓疥P(guān)注腫瘤防治領(lǐng)域的發(fā)展。放射治療作為臨床對(duì)抗腫瘤的主要手段之一,因其無創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用。近年來,隨著相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展,學(xué)者們將放療技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)出 了三維適形放射治療（Three-Dimensional Conformal Radiation Therapy,3DCRT）、調(diào)強(qiáng)放射治療（Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT）等技術(shù)。這類放療技術(shù)旨在縮小靶區(qū)的同時(shí)在靶區(qū)內(nèi)外形成較大梯度的劑量變化,所以對(duì)靶區(qū)的準(zhǔn)確性要求較高,靶區(qū)位置的偏移將會(huì)導(dǎo)致正常組織吸收大量的輻射劑量,引發(fā)比傳統(tǒng)放療形式更加嚴(yán)重的副作用。圖像引導(dǎo)放療技術(shù)（Image-guided Radiotherapy,IGRT）將放療設(shè)備與影像設(shè)備相結(jié)合,在放療過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)成像,調(diào)整靶區(qū)對(duì)腫瘤進(jìn)行動(dòng)態(tài)覆蓋。目前臨床IGRT系統(tǒng)中普遍使用3D-CBCT（Three-Dimensional Cone beam CT）技術(shù)進(jìn)行成像,掃描時(shí)間大約為1分鐘。由于人體呼吸運(yùn)動(dòng)的存在,所采集的CBCT數(shù)據(jù)包含多個(gè)呼吸周期,通過這類... 

【文章來源】：南方醫(yī)科大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１四代ＣＴ掃描方式圖解??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｏｕｒ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＣＴ?ｓｃａｎｎｉｎｇ??

階段采用的是軸向掃描，即在某一截面下進(jìn)行長于一個(gè)呼吸周期（４？６ｓ）的數(shù)據(jù)??采集，隨后移至下一截面重復(fù)上述數(shù)據(jù)采集過程，直至完成整個(gè)腫瘤所處區(qū)域??的數(shù)據(jù)采集。由于每個(gè)斷面的掃描時(shí)間在數(shù)秒以上，且掃描總時(shí)長在掃描區(qū)域??不變的情況下隨著層厚的改變而改變，層厚越薄，則掃描時(shí)間越長。這種數(shù)據(jù)??采集方式令病患在完成一次４Ｄ－ＣＴ掃描所受到的輻射劑量為典型螺旋ＣＴ掃描??的六倍以上［４５］。再者，因?yàn)椋矗模茫圆皇沁B續(xù)成像，在斷面之間會(huì)存在不一致性，??從而影響放療計(jì)劃的制定。為了解決４Ｄ－ＣＴ因其技術(shù)本身帶來的問題，科學(xué)家??們基于現(xiàn)有ＣＢＣＴ成像系統(tǒng)，希望能夠研發(fā)出基于４Ｄ＿ＣＢＣＴ成像技術(shù)的放療系??統(tǒng)。但是因硬件結(jié)構(gòu)的限制，目前臨床ＣＢＣＴ的轉(zhuǎn)速有限，投影數(shù)據(jù)進(jìn)行相位??拆分后，特定呼吸相位下的投影數(shù)目過少，如何實(shí)時(shí)、優(yōu)質(zhì)的重建出４Ｄ－ＣＢＣＴ??（Ｆｏｕｒ?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?Ｃｏｎｅ?Ｂｅａｍ?ＣＴ）圖像來完成對(duì)肺部腫瘤的位置確定、運(yùn)動(dòng)追??蹤、調(diào)整術(shù)前射線劑量分布等工作，是目前臨床腫瘤放射治療過程中迫切需要??解決的問題之一。??ｔ呼吸信號(hào)?ｒ＂，、，??

呼吸相位）。隨后根據(jù)每個(gè)投影數(shù)據(jù)身上的時(shí)間信息對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行相位分類，??最后利用重建算法對(duì)各相位下的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行三維圖像重建，構(gòu)建一個(gè)隨時(shí)間??變化而變化的三維圖像序列，即４Ｄ－ＣＢＣＴ序列圖像，如圖１－３所示。相對(duì)于４Ｄ－ＣＴ??來說，４Ｄ－ＣＢＣＴ的機(jī)架只需旋轉(zhuǎn)一周即可完成數(shù)據(jù)采集并直接針對(duì)腫瘤區(qū)域進(jìn)??行三維重建，由于不受逐層掃描的限制，所以其圖像具備各向同性特性，這為??準(zhǔn)確估計(jì)腫瘤大小、形狀奠定了基礎(chǔ)。而且由于ＣＢＣＴ轉(zhuǎn)速較低，從另一方面??來說解放了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得４Ｄ－ＣＢＣＴ更容易與其他成像設(shè)備或者治療設(shè)備??結(jié)合，發(fā)揮作用。相對(duì)于３Ｄ－ＣＢＣＴ，?４Ｄ－ＣＢＣＴ可以提供更多的腫瘤相關(guān)信息，??如由呼吸運(yùn)動(dòng)引發(fā)的腫瘤形狀改變、腫瘤位移信息等［４６，４７］。這些腫瘤相關(guān)信息??可以作為臨床參考，讓醫(yī)生在放療過程中對(duì)放療計(jì)劃做出相應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)放療??過程中靶區(qū)位置和放療劑量的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)整

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]醫(yī)用X射線技術(shù)發(fā)展綜述（一）──為紀(jì)念倫琴發(fā)現(xiàn)X射線一百周年而作[J]. 莊天戈.  中國醫(yī)療器械雜志. 1995(05)

博士論文
[1]基于系統(tǒng)建模的低劑量CT重建研究[D]. 張華.南方醫(yī)科大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3571003