放疗过程中呼吸引起的肿瘤运动补偿问题的研究进展

目的:呼吸引起胸腹部肿瘤较大幅度的运动,极大影响调强适形放疗的效率,并对靶区周围的正常组织和器官造成危害,因此需对肿瘤运动进行补偿。方法:补偿方法主要有屏气技术、呼吸门控技术、四维放疗以及实时肿瘤跟踪,分别通过减小肿瘤运动、使放疗与呼吸特定时相同步、放疗过程考虑时间变量、并使射野束与肿瘤位置相对固定来补偿肿瘤运动。结果:屏气技术的耐受性较差。呼吸门控耐受性好,但放疗时间增加。四维放疗和实时跟踪成为动态放疗的主要发展方向。系统延迟的存在要求对肿瘤运动进行预测,而传统预测算法均有缺点,需改进或提出新的算法。结论:呼吸引起的肿瘤运动的补偿是精确放疗急需解决的问题,对提高放疗效率、减少对患者的危害有重要意义。

基于医学影像的虚拟膀胱镜技术

目的:虚拟膀胱镜技术是利用医学影像和计算机技术相结合来替代现有光学膀胱镜一种行之有效方法。该技术与光学膀胱镜一样,可以作为常用的一种膀胱癌早期检查和定位的手段,同时也可以避免费光学膀胱镜的费用昂贵、有创、容易造成出血、尿道感染、甚至还有可能造成膀胱洞穿的危险等问题。方法:虚拟膀胱镜技术首选CT或者MRI作为其成像模态,得到清晰的膀胱结构或(和)功能图像信息,对膀胱进行手动或自动分割,并在此图像分割的基础上,对膀胱进行三维重建,进行面绘制,实现对膀胱原始形状的还原和表达。另外,通过对图像进行有效特征的提取,并将特征在重建后的三维膀胱上进行表达,更直观地为医生提供更多的诊断信息。结果:虚拟膀胱镜技术的应用可以解决光学膀胱镜检查有创的这一问题,并且能够为医生提供更多有效的诊断信息和更便利、灵活的检查方式。结论:虚拟膀胱镜对膀胱癌进行早期筛查和复查有着很大的临床价值和广阔的应用前景。而其研究正处于起步阶段,距离临床应用仍有距离。其临床意义和商业价值有待进一步挖掘。

基于三维CTA血管拉直的腹主动脉瘤自动定位方法

目的:腹主动脉瘤越来越严重地威胁着人类健康,CTA成像设备已经成为该疾病的重要诊断工具,从海量的三维CTA影像数据中自动定位腹主动脉瘤位置对疾病辅助诊断系统有重要意义。方法:首先,对分割出的腹主动脉及其分支血管进行三维拓扑细化,提取血管骨架线;其次,利用A-Star最优路径算法确定主动脉中心线,并进行平滑处理;再次,沿主动脉中心线重建血管切面,拉直主动脉;最后,计算主动脉横截面积,定位瘤体位置。结果:经过4例由GE 16层螺旋CT采集的腹主动脉瘤CTA数据的验证,本方法能够100%检测到瘤体,自动定位的瘤体所在原图像中的层数与人工标注的重合率达到90%以上。结论:本文方法可以从海量的腹主动脉CTA数据中自动定位瘤体位置,具有较强的临床应用价值。

基于改进SymRG算法的腹主动脉瘤分割及自动定位方法

腹主动脉瘤是腹主动脉的局限性退化扩张,是一种高危致死性疾病。CTA是临床诊断腹主动脉疾病的首选方式。腹主动脉瘤的准确快速提取和定位对于腹主动脉瘤的诊断、预后评估以及手术计划的制定有重要意义。因此,本文提出了一种能够准确有效地实现腹主动脉内腔分割和瘤区层片自动定位的算法。首先,对CTA图像进行滤波预处理;其次,应用改进的快速对称区域生长算法,分别对单像素和合并的一维和二维区域进行判别和生长,标定连通区域;然后,用种子点提取目标三维连通区域,即为腹主动脉内腔;最后,计算腹主动脉内腔的横截面面积分布,自动定位瘤体位置。通过4例由GE64排容积螺旋CT扫描采集的胸部到左右髂动脉的CTA数据验证,本算法能实现腹主动脉内腔的准确分割和瘤区层片自动定位,自动分割结果和手动分割结果重合率达到95%以上,自动定位瘤区层片与手工标定的瘤区层片重合率达到96%以上。本文中提出的算法能够准确有效实现腹主动脉内腔的分割和瘤区层片的自动定位。