基于Contourlet阈值法的锥形束CT图像去噪研究

目的：将多尺度分析工具之一的Contourlet变换运用到锥形束CT（CBCT）图像去噪领域,并对Contourlet不同阈值去噪方法进行探讨。提出基于Contourlet变换结合半软阈值方法对锥形束CT去噪,并论证去噪效果。方法：利用Contourlet变换的多尺度多方向性以及平移不变性,对低分辨率锥形束CT图像进行拉普拉斯塔形滤波和方向滤波多层分解后得到变换系数,随后对变换系数采用不同阈值方法进行处理,最后逆序反变换得到去噪后图像。通过软阈值和硬阈值方法在Contourlet变换中的应用,提出半软阈值结合Contourlet变换方法对锥形束CT图像去噪。通过对头,胸,盆腔各10例临床锥形束CT图像的去噪,比较三种阈值去噪效果。结果：半软阈值法在胸部和盆腔部锥形束CT图像去噪中比Contourlet硬阈值去噪在PSNR上平均高出1.40 d B和3.11 d B,但在头部锥形束CT图像处理中无优势,而Contourlet软阈值去噪后的锥形束CT图像在消除噪声的同时,信号自身的能量被消弱最多。结论：本文半软阈值法在一定程度上修正了硬,软阈值函数的缺陷,结合Contourlet变换在处理图像几何结构方面的优势,为锥形束CT图像去噪提供了一个新思路。     

鼻咽癌放射治疗野中野设计的探讨

背景与目的：鼻咽癌放射治疗,面颈联合野已作为标准的射野设计,用一个中心半束射野解决了面颈联合野与颈部切线野的衔接问题,但面颈联合野内存在剂量冷点与热点,剂量均匀性差。因此本研究希望就鼻咽癌放射治疗面颈联合野中进行野中野的设计作一些探讨。方法：在设计半束照射面颈联合野时,使野的下部最大剂量保持在105%左右,再在野的上部加射野的设计方案。结果：根据治疗计划系统（treatment planning system,TPS）计算,由于是一个中心的半束射野,面颈联合野与颈部切线野的衔接处无冷热点,在面颈联合野内加入野中野和颈部切线野,故比用两个中心设计的,面颈联合野与颈部切线野,技术员摆位更简单,更准确。其剂量分布比单一的面颈联合野更均匀,更合理。95%的等剂量线包容颅底及鼻咽处肿瘤体积（gross tumor volume,GTV）时,下颈及口咽部最高点剂量为105%左右,而且高剂量区容积也小。结论：用一个中心半束面颈联合野中野和颈部切线野方法照射,比单一面颈联合野照射时,剂量分布更均匀,更合理,比两个中心面颈联合野与颈部切线野照射时,技术员摆位更简单,衔接处的剂量更准确。     

调强放疗技术提高乳腺癌椎体转移治疗剂量临床研究

目的:探讨运用调强放疗和影像引导下的放疗技术进行乳腺癌椎体转移剂量提升治疗的临床价值。方法:乳腺癌椎体转移患者11例,在相同脊髓耐受剂量和保证常规适形放疗治疗剂量基础上,接受调强放疗和影像引导下的放疗,提高放疗剂量,观察治疗效果及不良反应。结果:调强放疗和影像引导下的放疗技术可提高椎体病灶治疗剂量约20%,短期临床疗效较好,无明显不良反应。结论:调强放疗和影像引导下的放疗技术可提高肿瘤病灶局部治疗剂量,更好地保护正常组织,提高患者生存质量。     

应用锥形束CT研究儿童神经母细胞瘤放射治疗的摆位误差

目的：应用锥形束CT（CBCT）研究儿童腹部神经母细胞瘤放射治疗分次间（Interfraction）和分次内（Intrafraction）的摆位误差,探讨临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）的外放边界,为临床治疗计划的设计提供参考。方法：选取于2012年10月到2013年5月共10例接受放射治疗的儿童腹部神经母细胞瘤患者,所有患儿分别于治疗前以及治疗结束后进行CBCT扫描,CBCT扫描图像与计划CT图像进行配准,记录左右方向（Medial-Lateral,ML）,头脚方向（Superior-inferior,SI）以及胸背方向误差（Anterior-Posterior,AP）,从而得到分次间和分次内的摆位误差。结果：若按照每周一次图像验证,则摆位误差为：左右方向5.3mm,头脚方向5.7mm,胸背方向5.2mm。若按照每日CBCT图像验证,这种情况下的摆位误差仅为：左右方向2.1 mm,头脚方向1.7 mm,胸背方向1.4 mm。结论：每日CBCT图像扫描可以有效减少儿童神经母细胞瘤的摆位误差,缩小CTV到PTV的外放边界,减少正常组织的受照范围。正常组织受照范围的减少对患者特别是儿童患者有很大意义。在确定CTV到PTV的外放边界时,内边界（InternalMargin）的大小还需要进一步讨论。     

鼻咽癌调强验证结果不同评价方法对比研究

目的:研究MapCheck在鼻咽癌调强验证两种不同评价方法通过率比较。方法:选择13例鼻咽癌调强治疗计划把射野角度都归为零度重新进行剂量计算,然后将新计划传输至加速器上。分别对加速器和MapCheck进行绝对剂量刻度完后,加速器出束,MapCheck采集数据。验证计划系统生成的平面剂量和MapCheck测量得到的剂量,采用DTA方法和Gamma方法对其进行分析。阈值选用3%,3 mm,10%。使用的统计软件为SPSS16.0,方法选用配对t检验。结果:DTA方法相对量的通过率为(94.44±1.61)%,Gamma方法相对量通过率(96.47±1.34)%,DTA和Gamma计划通过率有些差别。结论:调强验证中应综合考虑两种不同方法得到的结果,调强计划的优劣还需要考虑绝对剂量验证等多种因素。因此,我们应该综合分析得到可靠的结果。     

不同TPS间ROI传送和体积计算差异比较

目的 比较PrecisePlan、Xio和Oncentra TPS计算的ROI体积计算值和实际值差异;将不同部位ROI勾画在3种TPS中两两传送比较体积计算值,给临床应用提供参考。方法 在5种不同层厚的CT扫描图像上勾画大小不同蜡块;在均匀模体上勾画不同层数的正方形和圆形;选取头颈部、胸腹部和盆腔部肿瘤病例各5例,将所有ROI按DICOM RT标准传输至PrecisePlan、Xio和Oncentra TPS及各自同种系统不同工作站并分别回传,配对t检验比较ROI体积传送和回传后变化及体积计算值。结果 3种TPS中蜡块体积的计算值与CT扫描层厚、蜡块勾画层数和其实际体积都呈线性相关(Precise中R²=0.994,P<0.01;Xio中R²=0.997,P<0.01;Oncentra中R²=0.995,P<0.01)。头颈部、胸腹部和盆腔部肿瘤病例3种TPS两两比较,除胸腹部Oncentra与Xio中ROI体积计算差异无统计学意义(P=0.114),其余差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 TPS体积算法不同和扫描层厚不同是造成ROI体积计算差异的主要原因,且小体积ROI的计算差异最大。为避免体积二次重建,建议仅在计划系统的剂量计算工作站上相互传送ROI。     

股骨头人工关节对盆腔放疗剂量分布的影响

目的 测量钴、镉、钼合金股骨头人工关节在放疗过程中次级射线引起的散射效应,以及其作为高原子序数材料对剂量分布的影响.方法 测量6、10 MV X射线入射方向距关节0.5、1.0、2.0 cm处剂量,出射方向距关节3.0、5.0、7.0 cm处剂量及距关节头部5.0、10.0 cm的剂量曲线.结果 6、10 MV X射线入射方向距关节0.5、1.0、2.0 cm处剂量偏差在0%～5%之间,随能量增加背散射效应更加显著.射线出射方向距关节3.0、5.0、7.0 cm处剂量偏差为21.6%～30.8%,射野和深度相同时随能量增加剂量偏差减少,同一能量和深度下剂量偏差随射野增加而减少.透射剂量曲线显示关节头部对剂量衰减作用极为显著.结论 在进行盆腔放疗时尽量避免射野穿过关节,或者至少降低穿越关节的射野权重.

Abstract：

Objective To study the scattering effect of Co-Cr-Mo hip prosthesis which was high Z material for patients undergoing pelvic irradiation.Methods The hip prosthesis was set in water phantom (30 cm×30 cm×30 cm), determing points were chosen on the entrance side of both 6 MV and 10 MV beams at the distance of 0.5 cm, 1.0 cm, 2.0 cm to the hip prosthesis, and also on the exit side of both 6 MV and 10 MV beams at the distance of 3.0 cm, 5.0 cm, 7.0 cm to the hip prostheses.Dose behind the hip prosthesis at depths of 5.0 cm and 10.0 cm for 6 MV and 10 MV beams are also measured.ResultsThe dose deviation on the beams′ entrance side is between 0 to 5.0%, the backscatter effect was more obviously with the higher energy beam.The dose deviation on the beams′ exit side was between 21.6%-30.8%.With the same field size and depth, dose deviation becomes smaller when the beam energy was higher;while with the same energy and depth, dose deviation becomes smaller when the field size was bigger.Dose profiles behind the head of the hip prosthesis indicate obvious attenuation of the beam.Conclusions Beam arrangements that avoid the prosthesis should be considered first or we should at least reduce the weight of the beam that pass through the prosthesis.     

锥形束计算机断层扫描的剂量学研究

目的:探讨影像引导下放射治疗(IGRT)的锥形束计算机断层扫描(CBCT)产生的额外剂量,寻找合适的临床扫描方案,减少CBCT额外剂量对病人重要器官的影响。方法:用Elekta Synergy直线加速器的XVI系统,对临床扫描方案("头颈方案"和"盆腔方案")进行剂量测量。采用密度均匀的圆柱形模体,该模体在中央和四周共有5个电离室测量孔,测得这5点的绝对剂量后,引入加权CT剂量指数CTDIw参数评价扫描产生平均剂量。结果:(1)测量参数mAs对剂量影响较大;(2)测量平均剂量在0.1 cGy~5.39 cGy之间,使用"盆腔"方案在模体上测得的剂量最高;(3)采用不同滤过器F0和F1,剂量学上有明显差异,使用F0滤过器,测得剂量较F1大25%~30%。结论:为减少病人接受的额外剂量,对于儿童病人及头颈部病人,建议尽量使用头颈部扫描方案及F1滤过器;对于胸部和盆腔部扫描,也建议使用F1过滤器。     

子野权重优化对CMS XiO宫颈癌调强计划的影响

目的:本文分析了CMS治疗计划系统XiO在制定调强放射治疗(IMRT)计划时,子野权重优化对治疗计划结果的影响。方法:本文选取10例宫颈癌全程放射治疗病例,制定影像引导下(IGRT)的调强放射治疗计划,首先直接用静态调强(Step&Shoot)方式进行优化一步生成调强放射治疗计划(S-IMRT),之后继续进行子野权重优化(Segment weight op-timization,SWO)并生成新的治疗计划(SWO-IMRT),比较子野权重优化前后总子野数、总跳数,同时分析比较正常组织受照剂量的变化。结果:结果显示,经过子野权重优化后,总的子野数显著减少,减少约26%~31%(p<0.0001);总的机器跳数有所降低,减少约5.1%~9.7%(p<0.0001),同时,直肠、膀胱和小肠的剂量也有所降低。结论:在使用CMS治疗计划系统XiO进行宫颈癌全程调强放射治疗计划设计过程中,充分利用子野权重优化方式,可以减少总的机器跳数,降低正常组织剂量,缩短治疗时间,这既降低正常组织的毒性反应,也为肿瘤剂量的提高提供了可能。在其他病种的调强放射治疗计划设计中,子野权重优化也可以发挥重要的作用。     

加速器多叶准直器半影特性研究

目的:探讨和比较瓦里安(Varian)2100C/D与医科达(Elekta)Synergy直线加速器配备的多叶准直器的半影特性,为临床设野提供参数供参考。方法:利用CRS三维水箱和PTW电离室测量6 MV和10 MV X线的射野离轴比曲线,测量从4 cm×4 cm到20 cm×20 cm各方野的半影;同时针对两种加速器多叶准直器的设计特点,分析利用不同准直器形成射野对半影宽度的影响。结果:(1)对于不同能量和不同大小射野,设野时靶区外扩的范围应综合半影大小等因素;(2)Varian 2100C/D加速器采用准直器三层结构,采用"MLC+JAW"方式形成射野能减少半影,即应注意形成射野时JAW必须跟随MLC;(3)Elekta Synergy加速器形成射野时MLC方向半影较大,重要器官可采用JAW来保护。