肿瘤靶区呼吸运动实时反向跟踪系统在精确放疗中的应用研究

目的在胸腹部肿瘤的精确放射治疗过程中,为了减少呼吸运动对肿瘤靶区精确定位的负面影响,使肿瘤靶区的呼吸运动范围尽可能缩小,以减少正常组织的受照范围,提高胸腹部肿瘤放射治疗定位精度。方法采用研制的逆向跟踪系统,通过图像引导的方式实时跟踪肿瘤靶区的呼吸运动,以此获取到靶区在某一特定时间段内的位移量,并尽可能快速地转化为相对于肿瘤靶区进行逆向运动的反馈信号,通过控制治疗床的运动,近似实现肿瘤位置对照射野中心的相对静止。结论能够有效地减少肿瘤靶区的呼吸移动对定位照射精度的影响,较好地满足了精确放射治疗的要求。与其他呼吸控制方法相对比,本方法具有避免延长照射时间、病人在治疗过程中可以自由呼吸、CT扫描时间短等优点。     

背部云纹图像诊断仪的研制

一、引言 云纹成像是利用平行光通过条纹光栅在物体表面形成变形光栅影像、由变形影像与基准光栅相互重叠形成干涉产生云纹等高线图像,可精确测定物体表面的形态变化。以往该项技术多用于工业领域,近年来扩展到医学领域。该方法具有快速、简便、易识别,无损伤,成本低廉的优点,用于临床检查可与X光片检查具有互补作用,可弥补X光对软组织和人体轮廓改变识别不足的缺点。特别适用于我国基层医疗单位,如中医正骨门诊和脊柱外科对腰背部疾患的诊断及治疗前后的疗效评定。也可用于征兵、招工中的腰背部检查及青少年脊柱发育状况的普查。     

X刀手术治疗准确性保证的研究及实验

为确保Ｘ刀手术治疗的安全和有效，靶点坐标、照射剂量及其分布的计算准确和靶点的机械准确定位是关键。本文介绍了检查Ｘ刀系统靶点计算、剂量计算和机械定位准确性的实验方法，为加强Ｘ刀手术治疗的质量保证提供有效手段和参考     

一种新型CT模拟激光定位系统控制电路的设计与研究

CT模拟激光定位系统是放射治疗必不可少的辅助装置，主要是模拟治疗机按不同机型的条件定位。为了标定等中心位置，一般使用激光定位机指示。激光定位系统的核心技术其实就是步进电机的单片机控制，即利用对步进电机转动的精确控制来实现激光灯的准确运动。文中采用16位单片机MCS-51对步进电机进行控制，通过I／O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过8255驱动步进电机并准确控制激光灯的运动。该系统结构简单、操作方便、定位准确。     

应用切片法制作静态调强挡块研究与实验

目的：通过静态调强放射新方法的研究，使得各级医院能利用现有普通放疗设备．通过增加精确定位设备和计算机放射治疗计划系统，开展静态调强放射治疗。方法：在适形放射治疗技术的基础上，提出了一种“切片”的方法，从而能利用现有简单设备制作出三维熔铅调强挡块。结果：实验和研究表明，运用该方法制作的三维熔铅调强挡块，不仅能实现靶区高剂量的形状在三维方向上与肿瘤的形状一致，而且可对照射野内剂量分布按要求的方式调整。结论：该方法简单可行，性能价格比较高，在我国各级中小医院具有良好的临床应用前景和推广意义．     

基于SCG算法的调强放疗计划优化

梯度算法是目前商用调强放疗（IMRT）计划系统中最常用的算法,SCG（scaled conjugate gradient）算法很好地解决了梯度算法中线性搜索过程带来的求二阶导数的问题,进一步提高了梯度算法的性能.将笔射束核模型应用于IMRT剂量计算,并用SCG算法实现了IMRT计划优化中射束权重的优化,给出了优化结果并进行了讨论.     

一种新的胎心率信号压缩方法——卷积编解码网络

为减少物联网系统中数据传输和存储的能量损失，提高胎心率数据的传输效率，实现胎儿的实时监控，本文使用卷积编解码器网络（CC-Net）压缩数据。网络有两个模块：编码和解码，在编码模块中，原始数据被压缩; 在解码模块中，压缩数据被重建。然后，通过使用原始信号和重建信号的均方误差来连续更新内部参数，以使误差最小。最后，在编码模块中获得有效的压缩数据。在本研究中，该方法对胎儿心率信号的压缩率达到了12.07%，重构信号与原始信号之间的误差为0.03。本研究提出的卷积编解码器网络（CC-Net）可以实现非常低的胎儿心率压缩率，并且可以确保重建的信号与原始信号非常相似，表明压缩方法是有效的，并且保留了胎儿心率信号的重要信息。     

鼻咽癌放射治疗定位的CT/MRI图像配准辅助装置的研究

目的 研制用于鼻咽癌放射治疗定位的CT/MRI图像配准辅助装置,并且通过组织勾画差异分析使用该装置后所得配准融合图像在临床中的应用意义。方法 在普通的磁共振头颈线圈中设计特定形状的头枕,保持患者在扫描时与CT定位扫描时相同的体位。采用配对t检验分析CT图像与融合图像中腮腺、下颌骨的勾画差异。结果 患者的头颈部CT、MRI图像的配准精度较未使用该装置的图像具有明显的提高,使用该配准图像得到的融合图像、组织结构位置、细节显示准确清晰。左右腮腺体积在CT图像中较CT/MRI融合图像中偏小,左腮腺体积融合和CT图像中的体积分别为（17.78±6.89）cm³和（17.17±7.02）cm³（t=-2.715,P<0.05）;右腮腺体积融合和CT图像中的体积分别为（19.23±8.91）cm³和（17.47±7.42）cm³（t=-2.552,P<0.05）;下颌骨在CT图像中勾画体积较CT/MRI融合图像偏大,左下颌骨体积融合和CT图像中的体积分别为（33.7±5.59）cm³和（34.8±6.27）cm³（t=3.548,P<0.05）;右下颌骨体积融合和CT图像中的体积分别为（34.46±6.08）cm³和（35.38±6.72）cm³（t=3.14,P<0.05）。结论 使用该辅助装置,可以得到头颈部配准融合准确的CT/ MRI的图像,此融合图像对临床医师的组织和病灶勾画具有积极的参考价值。     

基于双目视觉的呼吸运动实时跟踪方法研究

探讨一种基于双目视觉的呼吸运动实时跟踪方法,以减少在胸腹部的肿瘤放射治疗中由于呼吸等因素造成肿瘤位置动态位移而引起的治疗误差。使用由双摄像机组成的计算机视觉系统,实时匹配出标记物在左右两摄像机采集的图像中的具体坐标,依据双目成像的基本原理,计算出标记物在腹部表面的三维坐标值,结合时间参数,计算出该特征点三维坐标的变化情况,以此来完成对呼吸运动的实时跟踪。在目标跟踪过程中,使用鲁棒性强的SIFT(scale invariant feature transform)算法作为目标图像匹配的方法,并且在算法设计过程中,采用动态选择待匹配图像和局部搜索的策略。实验结果表明,目标图像匹配精确,减少了提取图像SIFT特征所需要的大量时间。在一个呼吸周期内,视觉测量的标记物的最大运动范围与实际测量值不超过0.2 cm,且能够做到实时性计算。该模型的运行精度高,能够较好地实时跟踪人体的呼吸运动。     

一种检验X刀定位精度的方法

X刀治疗一般使用单次照射、大剂量,所以其质量保证是一个很关键的问题。最重要的有两方面:一是肿瘤靶心位置的准确性,即定位精度;二是剂量计算的准确性。如果前者出现偏差,将会导致肿瘤上达不到高剂量,反而使周围的正常组织上达到高剂量,从而不但对肿瘤达不到预期的治疗效果,相反会严重损伤周围的正常组织,甚至会严重损伤邻近的重要器官,如视神经、视交叉、脑干等,并且这种损伤是不可逆转的[1-3]。一、X刀定位误差和现有的检验方法1.X刀定位误差[2,3,7]我们认为,X刀定位误差是一种综合误差。所谓综合误差,就是要考虑X刀治疗过程中所有可能…