錐形束CT圖像的散射校正.pdf

1、精準放射治療技術(shù)努力最大限度地殺滅腫瘤細胞，同時最大程度地保護周圍正常組織和危及器官。放射治療過程中，對于腫瘤靶區(qū)變形嚴重的病例，需要及時調(diào)整放射治療計劃。基于錐形束CT（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）圖像進行計劃驗證和調(diào)整具有耗時少、成本低、病人接收劑量低等優(yōu)點。但CBCT圖像存在偽影多、HU值不穩(wěn)定等缺陷，對劑量計算精度產(chǎn)生很大影響。本文對CBCT圖像的散射校正方法進行了深入研究，以解決上述問

2、題并達到自適應(yīng)放射治療中基于CBCT圖像進行劑量計算實用化的目的。
　　本文首先發(fā)展了基于蒙特卡羅的CBCT系統(tǒng)模塊化建模方法。該方法可區(qū)分出原射線和散射線，并分離出不同部件的散射分布。通過Beamdp程序分析、水模劑量測量實驗及模體圖像散射成份提取的驗證，結(jié)果表明該方法可準確模擬射線傳播路徑并分離出不同部件的散射成份，模型計算得到的劑量與實測誤差在2％以內(nèi)。
　　其次，在筆形束模型計算散射核函數(shù)的基礎(chǔ)上，本文實現(xiàn)了基于散射

3、核反卷積的CBCT圖像散射校正方法，并對該方法涉及到的信號轉(zhuǎn)換模型建立、散射核計算、散射建模等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行詳細研究。采用水模和仿真頭模的CBCT圖像散射校正進行測試，結(jié)果表明CBCT圖像質(zhì)量明顯改善，散原射線比（Scatter-to-Primary Ratios，SPR）整體降低一個數(shù)量級。
　　最后，在以上研究基礎(chǔ)上進一步開展散射校正后CBCT圖像應(yīng)用于劑量計算的研究。采用散射校正后的標準模體CBCT圖像建立HU-ED標定曲線。