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一种三维放射治疗计划系统的研究与设计

作　者: 彭海波
导　师: 周山宏；吴大可
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 计算机治疗计划系统 三维放射治疗 剂量计算 图像重建
分类号: R730.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


为了满足国内肿瘤放射治疗技术的发展需要,研发性价比高且符合我国生活文化水平的治疗计划系统具有重要的社会效益和经济效益。放射治疗计划系统是一种计算机辅助治疗系统,它为现代肿瘤放射治疗的实施提供了有力保障。本文提出了基于图像的三维放射治疗计划系统(TPS-X)的设计方案、实现方法、以及功能验证方法和标准,建立了计划系统的基本框架和窗口界面。系统通过五个相互独立的功能模块分别实现了图像输入、三维重建与显示、剂量计算、计划优化评估、计划输出等功能。重点研究了适合于医学影像的三维形体重建的算法和用于三维剂量计算的改良正向计算方法,并把整个工作用分散、后台和网络工作方式处理,从而提高了运行效率。最后采用分布处理、Client/Server的方式和网络化的设计思想,以及面向对象的设计方法,将五个功能模块的执行程序动态连接成一套完整的三维放射治疗计划系统。该系统功能设计合理,能够满足临床要求；界面简洁和中文显示,易于操作；性价比高,具有在国内推广的价值。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 放射治疗计划系统的发展和现状  9-10
  1.2 三维放射治疗计划系统  10-11
  1.3 放射治疗计划系统的关键技术  11-12
    1.3.1 三维人体建模和可视化  11
    1.3.2 剂量分布计算  11-12
    1.3.3 治疗计划评估  12
    1.3.4 治疗环境和过程的模拟  12
  1.4 本课题的意义  12-14
第二章 三维放射治疗计划系统(TPS-X)的总体设计  14-28
  2.1 开发人员组成  14
  2.2 开发流程  14-15
  2.3 开发方案的分析  15
  2.4 开发方案的确定  15-16
    2.4.1 系统架构的选择  15-16
    2.4.2 开发工具的选择  16
    2.4.3 数据库的选择  16
  2.5 系统网络结构  16-17
  2.6 系统总体结构  17-19
  2.7 系统的基本组成  19
  2.8 系统功能模块  19-20
  2.9 TPS-X的登录和退出  20-22
  2.10 TPS-X主程序界面组成及功能  22-24
    2.10.1 主界面显示方式的设置  22-23
    2.10.2 主界面组成与功能  23-24
  2.11 TPS-X图像预处理程序界面组成及功能  24-28
    2.11.1 程序窗口布局及功能  24
    2.11.2 主菜单条的组成  24-26
    2.11.3 图像功能区的组成  26-28
第三章 图像数据的输入和编辑  28-34
  3.1 建立病人档案和图像数据  28-32
    3.1.1 输入DICOM 3.0 CT图像  28-29
    3.1.2 CT胶片图像扫描输入  29-32
  3.2 设置密度转换表  32-34
第四章 计划设计  34-48
  4.1 器官轮廓的勾画方法  34-36
  4.2 照射野设计  36-39
    4.2.1 照射野的初步设计  36
    4.2.2 照射野的进一步设计  36-39
  4.3 适形照射野设计  39-42
    4.3.1 适形铅模射野的设计  39-40
    4.3.2 适形MLC射野的设计  40-41
    4.3.3 射野中挡块的设置  41-42
    4.3.4 射野中楔形板的设置  42
  4.4 X刀计划中圆形照射野的设计  42
  4.5 调强计划中照射野的设计  42-43
  4.6 剂量计算  43-48
    4.6.1 剂量计算功能选择区  43
    4.6.2 剂量算法的选择  43-44
    4.6.3 剂量分布归一化方式  44
    4.6.4 计算单束或全部射束的剂量分布  44
    4.6.5 加速器跳数(MU)和钴-60机照射时间计算  44-45
    4.6.6 调强计划的最优化计算  45-46
    4.6.7 调强计划的剂量验证  46-48
第五章 计划评估与优化  48-56
  5.1 二维图像显示方式  48-49
  5.2 剖面图像重建和显示  49-51
  5.3 图像三维重建和显示  51-53
  5.4 室眼观视图和束眼观视图  53
  5.5 数字图像重建  53-54
  5.6 剂量-体积直方图显示  54
  5.7 治疗机的仿真运行  54-56
第六章 计划输出及保存  56-58
  6.1 打印输出放疗计划报告文件  56-57
  6.2 保存治疗计划档案数据  57-58
第七章 治疗机的数据管理  58-63
  7.1 机器数据建立程序  58
  7.2 机器控制参数  58-59
  7.3 机器附属设备的参数  59
  7.4 机器测量数据  59-61
    7.4.1 文件读测量数据  60
    7.4.2 测量数据范围  60-61
    7.4.3 测量数据处理  61
    7.4.4 系统运行参数  61
  7.5 建立和查询钴-60机的源信息  61-62
  7.6 机器数据和病人档案的管理  62-63
第八章 质量保证(QA)检测  63-64
  8.1 三维图像重建精度验证  63
  8.2 剂量计算精度验证  63
  8.3 检测结果  63-64
第九章 结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-67
附录  67-71

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中图分类: > 医药、卫生 > 肿瘤学 > 一般性问题 > 肿瘤治疗学 > 放射疗法
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