基于螺旋掃描的前瞻性4D-CT數據采集和處理方法研究.pdf

1、基于四維計算機斷層攝影（4D-CT）構建胸腔動態(tài)仿真模型可以更加準確真實地反映出人體胸腔內部器官和組織的運動情況，是研究隨呼吸運動的胸腔內腫瘤靶區(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)的位置進而實現個體化精確放療有重要的應用價值。而4D-CT數據采集和處理是建模的前提和基礎，其精確性和便捷性直接決定了模型的精確性和可用性。現有的回顧性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數據采集和處理方法，旨在簡化4D-CT數據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記物隨呼吸的運動影像，并通過閾值分割、區(qū)域生長、質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時相點的胸腔CT數據；然后根據幅度信息在已獲得的呼吸曲線上確定各采集時相點的準確位置，將CT圖像序列與呼吸曲線關聯起來；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數據，得到的圖像清晰