光流法在靶區(qū)運(yùn)動(dòng)圖像配準(zhǔn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、目的：在臨床上，胸腔腫瘤的診斷和放射治療時(shí)，最常用的醫(yī)學(xué)診斷工具是計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomograhy，CT）影像，它雖然可以提供清楚的組織位置，但是，由于患者的呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)腫瘤組織移位，使得腫瘤組織產(chǎn)生不定性的移動(dòng)，盡管醫(yī)生根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)粗略地勾畫(huà)出整個(gè)有可能移動(dòng)的腫瘤邊界，并以射束照射有可能移動(dòng)的腫瘤位置，然而事實(shí)上，由于醫(yī)生在CT影像上無(wú)法掌握真實(shí)的腫瘤病變組織的位移，為了不漏掉癌細(xì)胞，往往會(huì)將內(nèi)靶區(qū)（inte

2、rnal target volume，ITV）的范圍擴(kuò)大，這就有可能造成正常組織受到不必要的照射。本研究推導(dǎo)包含多分辨率特征的三維光流法（three—dimensional optical flow method，3D OFM）并把它應(yīng)用于四維計(jì)算機(jī)斷層掃描（four—dimensional computed tomograhy，4D CT）數(shù)據(jù)的三維解剖結(jié)構(gòu)和腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）輪廓匹配。

3、方法：將來(lái)自肺部腫瘤和食管腫瘤患者的4D CT影像的一個(gè)呼吸周期分成10個(gè)時(shí)相，臨床醫(yī)生在四維數(shù)據(jù)集上的呼氣末時(shí)相勾畫(huà)解剖輪廓和腫瘤靶區(qū)，通過(guò)用包含多分辨率特征的三維光流算法計(jì)算運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，然后用光流把吸氣末時(shí)相（0%時(shí)相）肺、食管和腫瘤輪廓與所有其他呼吸時(shí)相軟性配準(zhǔn)。在這個(gè)研究中，只用吸氣末時(shí)相和呼氣末時(shí)相，因這兩個(gè)時(shí)相之間的位移最大。 結(jié)果：利用包含多分辨率特征的三維光流程序匹配的4D CT影像的肺、食管、GTV的匹配輪廓位移對(duì)