医学图像处理及其在制定放疗计划中的应用

摘要

目前，放射治疗技术作为一种非介入式的治疗手段，己经成为一种非常重要的治疗恶性肿瘤的手段。为了实现精确的放射治疗，我们需要在进行放射治疗之前，根据病人的实际情况制定精确的放疗计划。随着图像处理技术的不断发展，医学图像处理技术在放射治疗计划制定中正在发挥越来越重要的作用。
　　TPS（放射治疗计划系统）是放射治疗计划制定的主要工具，体模模拟照射则是计划制定中的一种主要的验证工具，但是得到的资料医生无法切实的对它进行理解和研究。为了能够让医生根据病人的实际情况，制定出更加高效的治疗计划，我们提出了把TPS和体模照射的剂量图像直观的显示在医生面前，并且根据医生的要求对其进行各种特征提取。其中，等剂量线的绘制是其中最重要的一个环节。针对这一研究课题，我们对基于医学数据的图像处理，特征提取等技术进行了深入的研究，特别是基于医学剂量图像的一些特征提取算法的研究。
　　本文首先介绍了医学图像的获取和预处理技术，其中包括DICOM标准、医学图像的预处理、图像的增强以及图像的几何变换等内容；然后介绍了医学图像灰度特征，边缘特征提取的几种方法，以及放疗计划制定中针对医学剂量图像的几种特殊的特征提取。在对等剂量线的绘制方法的研究中，根据图像处理中的边缘跟踪算法提出了基于链码跟踪的等剂量线的绘制方法，以及根据MC算法提出了基于网格的等剂量线的绘制方法，然后对它们的优缺点进行了分析。文章最后将本文讨论和研究的算法应用于所开发的剂量胶片分析软件中，对其主要功能进行了介绍，并给出一部分试验结果。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 医学图像处理的技术概述

第二章 医学图像的获取与预处理

2.1医学图像的获取

2.2 医学图像的滤波

2.3 医学图像的增强

2.4 医学图像的几何变换

2.5 小结

第三章 医学图像的特征提取

3.1前言

3.2灰度特征提取

3.3边缘特征提取

3.4 基于剂量图像的特征提取

3.5小结

第四章 等剂量面和等剂量线的绘制

4.1 Marching Cubes算法

4.2 启发式搜索的Marching Cubes算法

4.3 基于等剂量面的等剂量线的计算和显示

4.4 基于链码跟踪算法的等剂量线的绘制

4.5 改进后的基于网格的等剂量线的算法

4.6 曲线拟合

4.7 小结

第五章 测试结果分析

5.1 系统功能简介

5.2系统硬件架构

5.3系统软件架构

5.4 试验结果

5.5 小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

硕士研究生在读期间完成的论文