基于螺旋掃描的前瞻性4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理方法研究.pdf

1、基于四維計算機斷層攝影（4D-CT）構(gòu)建胸腔動態(tài)仿真模型可以更加準(zhǔn)確真實地反映出人體胸腔內(nèi)部器官和組織的運動情況，是研究隨呼吸運動的胸腔內(nèi)腫瘤靶區(qū)所受照射劑量分布特征的有效手段，對于精確跟蹤腫瘤靶區(qū)的位置進而實現(xiàn)個體化精確放療有重要的應(yīng)用價值。而4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理是建模的前提和基礎(chǔ)，其精確性和便捷性直接決定了模型的精確性和可用性?，F(xiàn)有的回顧性4D-CT采集方法存在動態(tài)模型精確度和三維模型空間分辨率之間難以權(quán)衡的問題，且在對CT圖像

2、進行分類排序的過程中容易出現(xiàn)分類錯誤。而前瞻性4D-CT采集方法依賴呼吸門控，難以在我國廣泛應(yīng)用，且重建時相點相對較少。
　　本研究針對這些問題與不足，提出一種基于螺旋掃描、不依賴于呼吸門控的前瞻性4D-CT數(shù)據(jù)采集和處理方法，旨在簡化4D-CT數(shù)據(jù)獲取和處理過程的同時，提高4D-CT模型的精確度。該方法利用雙攝像機跟蹤記錄志愿者腹部標(biāo)記物隨呼吸的運動影像，并通過閾值分割、區(qū)域生長、質(zhì)心提取等圖像處理方法得到志愿者在深呼吸模式下的

3、呼吸信號，平均擬合后得到一個周期的呼吸信號；從志愿者的呼吸信號中抽取7個具有代表性、易獲取的時相點，志愿者依次在選定時相點屏氣后，CT機以螺旋掃描方式獲取對應(yīng)時相點的胸腔CT數(shù)據(jù)；然后根據(jù)幅度信息在已獲得的呼吸曲線上確定各采集時相點的準(zhǔn)確位置，將CT圖像序列與呼吸曲線關(guān)聯(lián)起來；最后將感興趣的區(qū)域從CT圖像中分割出來進行三維重建，得到具有多個時相點的離散的4D-CT模型。
　　采用該方法獲取正常男性成人的胸腔CT數(shù)據(jù)，得到的圖像清晰