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兆伏级放疗射野图像与模拟图像自动配准算法研究
目的 利用计算机图像处理与互信息比较技术,探索一种精确快速的兆伏(MV)级放疗射野图像与模拟图像自动配准算法和摆位误差分析算法,为开发自动图像引导放疗软件提供基础.方法 采用放疗患者MV级射野图像验证片,以改进滤波算法去噪、以基于偏导数阈值的灰度变换增强图像后,进行突出骨性结构同时抑制软组织和空腔的图像预处理.采用结合小波多分辨率分析的粒子群和鲍威尔混合改进算法进行互信息的参数优化和变换,与计划设计的数字重建片或X线模拟机定位片配准.以仿真人模体模拟摆位误差方法对配准算法进行验证和评估.结果 改进的图像预处理算法能很好满足MV级射野图像的骨性结构增强要求.建立的互信息配准方法兼顾了配准的精度和速度,对头颈部射野图像的自动配准过程过程平均耗时31.4 s.20例仿真体模摆位的射野图像配准验证结果显示自动配准的水平、垂直和旋转误差相对于手工配准分别降低了62.74%、67.32%和66.61%.结论 建立了基于MV级放疗射野图像的自动精确配准和误差分析算法,其配准精度和速度可以满足临床需要.
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改进式的二维图像配准算法在头颈部肿瘤中的应用
目的 研究摆位误差导致的二维图像投影变化及其对图像配准的影响,提出一种改进的互信息配准算法.方法 借助仿真头部体模,分别模拟旋转误差和平移误差,通过互信息的变化来反映投影形变.以3 mm平移误差和3°旋转误差为界,模拟10例较小摆位误差和10例较大摆位误差,拍摄正侧位射野图像,分别使用目前加速器自带的传统互信息配准方法和本研究改进的互信息配准方法获取摆位误差,并与实际摆位误差相比较,以判断本研究提出的改进配准方法的优劣.结果 对于摆位误差较小的实例,加速器自带的传统互信息配准方法的x、y、z轴平均平移误差分别为0.3、0.4和0.3 mm,x、z轴平均旋转误差均为0.4°,平均耗时28.7 s.本研究改进的互信息配准方法的平均误差为0.4、0.3和0.3 mm,x、z轴平均旋转误差分别为0.5°和0.4°,平均耗时31.1 s.对于摆位误差较大的实例,加速器自带的传统互信息配准方法的平均误差分别为0.9、0.7和0.8 mm,x、z轴平均旋转误差为0.9°和0.8°,平均耗时29.9 s,本研究的改进互信息方法平均误差分别为0.5、0.4和0.5 mm,x、z轴平均旋转误差分别为0.6°和0.5°,平均耗时33.2 s.结论 对于较小的摆位误差,两种方法都具有较高的配准精度,但对于较大的摆位误差,本研究改进互信息配准方法较加速器自带的互信息配准方法具有显着的精度优势,并且配准耗时也在临床可以接受的范围内.
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一种射野图像和参考图像的自动配准方法
目的:及时纠正放射治疗过程中患者的摆位误差,提高放射治疗效果.方法:本文对放疗中射野图像和参考图像的进行配准,应用Canny算子进行两幅图像的边缘提取,将提取的图像边缘作为配准的基准点,以射野图像与参考图像的大互信息为配准准则,应用模拟退火法优化配准参数,搜索图像大互信息.结果:本文对29例宫颈癌和前列腺癌患者的射野图像与参考图像进行了配准,结果表明该方法配准精度高,提高了配准的速度.结论:该配准方法适用于放疗临床摆位误差的在线分析.
