基于B样条交互式靶区勾画方法的研究与实现

摘要

准确地勾画出靶区是影像引导放射治疗中制定放疗计划的关键环节，在临床应用中，通常是由医生手动勾画完成。虽然这种方法被认为是可靠的，但人工勾画工作量大、容易受医生的主观影响而且比较耗时。另外，由于人体组织结构复杂多样性和医学影像中靶区复杂性，从精度和可靠性角度考虑，自动勾画方法也不能很好满足临床需求。因此，交互式靶区勾画方法的研究与实现对于减轻医生负担和提高勾画精度很有意义。
　　首先，在最小二乘B样条曲线逼近基础上，结合轮廓的曲率尺度空间特性，本文提出了基于尺度空间特征点选择的 B样条曲线逼近算法。将该算法与其他传统逼近算法进行对比，实验结果表明该算法在保证拟合精度的前提下，控制点数量最少，而且计算速度快。
　　其次，本文研究并实现了基于B样条交互式靶区勾画方法，该方法通过手动初始化、自动轮廓调整和手动细化三个步骤实现。第一、手动初始化包括用户通过鼠标手动勾画出感兴趣区域并利用基于尺度空间特征点选择的 B样条曲线逼近算法自动生成最优控制点；第二、自动轮廓调整采用自适应控制点调整的 B-Snake模型演化；第三、手动细化采用基于 B样条多尺度的节点细化的交互式轮廓修正方法。由于 B样条曲线具有极佳的局部性和平滑特性，在上述三个步骤中轮廓的表征和调整全部基于B样条曲线实现。
　　最后，通过临床医学图像验证本文方法的有效性。同时，将本文方法与基于Snake模型和B-Snake模型的勾画方法比较。实验结果表明，该方法相对于基于传统的Snake模型和B-Snake模型的勾画方法更加快速，高效和稳定。

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第1章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究的主要内容

1.4论文内容安排

1.5本章小结

第2章 靶区勾画的相关理论基础

2.1 B样条曲线基础知识

2.2活动轮廓模型

2.3本章小结

第3章 基于尺度空间特征点选择的B样条曲线逼近

3.1最小二乘法B样条曲线逼近

3.2曲线的粗逼近

3.3曲线的精细化逼近

3.4算法流程

3.5实验结果及分析

3.6本章小结

第4章 交互式靶区勾画方法的实现

4.1勾画方法的流程

4.2手动初始化

4.3自动轮廓调整

4.4手动细化

4.5实验结果及分析

4.6本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

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