基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)研究.pdf

1、放射治療是一種重要的治療肝癌的治療方式，以其治療中能將腫瘤細(xì)胞徹底殺死而得到廣泛應(yīng)用。但在目前臨床治療中，胸腹部的呼吸、心臟的跳動(dòng)和膈肌的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重影響了放射治療過(guò)程中的劑量控制，肝癌腫瘤細(xì)胞需要大劑量放射治療才能完全殺死，但劑量過(guò)大容易損傷肝癌腫瘤周圍的健康組織和重要器官，從而影響治療效果。本研究目的是通過(guò)研究肝癌腫瘤隨呼吸等動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，得到其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再進(jìn)行呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)算法的研究，制定出適合手術(shù)中長(zhǎng)延遲的預(yù)測(cè)算法，以提高放射治療的

2、精確度和手術(shù)的成功率。
　　精確的肝癌腫瘤運(yùn)動(dòng)的預(yù)測(cè)，很大程度上取決于對(duì)腫瘤運(yùn)動(dòng)特性的充分了解和對(duì)腫瘤治療過(guò)程中位置的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。為此，本研究對(duì)大量自由呼吸運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并提出一種基于小波分解和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)算法，該算法對(duì)長(zhǎng)延遲能做出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。本文主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究:
　　(1)對(duì)大量呼吸運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析:根據(jù)Wu等人所述有限狀態(tài)模型，將一個(gè)周期的呼吸運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)狀態(tài)，即呼吸(EX)、呼氣結(jié)束(

3、EOE)和吸氣(IN)，定義了呼吸周期、持續(xù)時(shí)間、移動(dòng)距離和速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，統(tǒng)計(jì)最小值、最大值、平均值、范圍和相關(guān)性，對(duì)患者與患者之間以及患者自身兩種情況進(jìn)行分析。
　　(2)采集體外呼吸運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù):對(duì)7名志愿者采集仰臥位時(shí)呼吸腹部最高點(diǎn)數(shù)據(jù)，包含X、Y、Z三個(gè)方向的數(shù)據(jù)。本文采用NDI光學(xué)定位系統(tǒng)，研究NDI采集坐標(biāo)點(diǎn)的原理。在采集數(shù)據(jù)過(guò)程中，實(shí)時(shí)的把采集的數(shù)據(jù)傳送給預(yù)測(cè)程序，即呼吸運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)算法的輸入。
　　(3)提出了一種