| 【中文题名】 | 肿瘤磁感应加温治疗计划系统相关研究与实现 |
| 【英文题名】 | The Research and Implement of Treatment Planning System in Tumor Magnetic-induction Hyperthermia |
| 【学科专业】 | 测试计量技术及仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-28 |
| 【中关键词】 | 磁感应热疗,热疗计划系统,软件开发,图像分割,三维重建, |
| 【英关键词】 | magnetic-induction hyperthermia,hyperthermia treatment planning system,software development,image segmentation,3D reconstruction, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>医药卫生器械>其他医疗器械> |
| 【论文摘要】 |
肿瘤磁感应加温治疗是目前肿瘤治疗的研究热点，而磁感应加温治疗计划系统是研究的重要内容，涉及到医疗影像标准、图像处理、计算机图形学、可视化、生物医学、软件工程等多个领域的相关理论和技术。
本课题来源于广东工业大学承担的2004年国家自然科学基金项目“交变磁场中金属粒子诱导肿瘤热疗新方法的研究”。针对已研制的磁感应热疗样机系统，研究适用其使用的治疗计划系统，就其关键技术和计划理论包括医学影像存储与通信标准DICOM3.0、轮廓勾画提取、三维重建和显示、介质布源、治疗计划设计、优化及评估等作了阐述，分析，建模，软件实现和相关实验。
热疗计划的理论是治疗计划系统的基础，其中热剂量的计算是治疗计划系统的关键。论文介绍了一般热疗计划的设计、优化、评估及剂量问题，引进了麦克斯韦方程组和生物热传导Pennes方程，讨论了电磁场、组织比吸收率及温度的求解问题，最后介绍了一种求解脉管附近组织温度分布的方法。
根据热疗计划理论基础和相关医学需求等分析，自主设计了磁感应热疗计划系统，包括系统的总体设计、功能模块设计及交互界面设计；使用Microsoft Visual C++6.0工具开发了热疗计划的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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Abstract |
6-8 |
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目录 |
8-11 |
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TABLE OF CONTENTS |
11-14 |
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第一章 绪论 |
14-22 |
|
1.1 引言 |
14-17 |
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1.1.1 肿瘤热疗及其问题 |
14-16 |
|
1.1.2 磁感应加温治疗及其优势 |
16-17 |
|
1.1.3 热疗计划及其系统简述 |
17 |
|
1.2 热疗计划系统的发展过程与现状 |
17-20 |
|
1.3 本文研究的目的与意义 |
20 |
|
1.4 本文研究的内容 |
20-22 |
|
第二章 热疗计划的理论研究 |
22-41 |
|
2.1 计划设计 |
22-24 |
|
2.1.1 目标和原则 |
22-23 |
|
2.1.2 设计方式 |
23-24 |
|
2.2 计划优化 |
24-29 |
|
2.2.1 记分函数评估法 |
24-26 |
|
2.2.2 模拟退火法 |
26-27 |
|
2.2.3 遗传算法 |
27-28 |
|
2.2.4 计划优化模型 |
28-29 |
|
2.3 热疗计划的评估 |
29-31 |
|
2.3.1 等剂量线显示 |
29-30 |
|
2.3.2 等剂量曲面显示 |
30 |
|
2.3.3 剂量体积直方图 |
30-31 |
|
2.4 热疗计划中相关的剂量问题 |
31-32 |
|
2.5 其它相关问题 |
32-40 |
|
2.5.1 电磁场数学问题 |
33-34 |
|
2.5.2 生物组织传热数学问题 |
34-36 |
|
2.5.3 有限元法在温度场的应用 |
36-38 |
|
2.5.4 脉管附近组织温度场的求解 |
38-40 |
|
2.6 本章小节 |
40-41 |
|
第三章 磁感应热疗计划系统的设计 |
41-50 |
|
3.1 系统总体设计 |
41-45 |
|
3.1.1 系统的组成 |
41-42 |
|
3.1.2 计划过程设计 |
42-43 |
|
3.1.3 系统用例设计 |
43 |
|
3.1.4 系统内部体系结构 |
43-45 |
|
3.2 系统主界面设计 |
45-46 |
|
3.3 主模块及其界面设计 |
46-49 |
|
3.3.1 方案管理 |
46-47 |
|
3.3.2 靶区及器官轮廓的勾画 |
47-48 |
|
3.3.3 介质布源 |
48-49 |
|
3.3.4 计算及评估 |
49 |
|
3.4 本章小节 |
49-50 |
|
第四章 面向 HTPS的医学影像技术研究 |
50-59 |
|
4.1 医学影像的获取 |
50-51 |
|
4.2 DICOM影像文件的预处理 |
51 |
|
4.3 医学图像的轮廓提取 |
51-56 |
|
4.3.1 轮廓的勾画 |
52 |
|
4.3.2 边缘检测算子 |
52-54 |
|
4.3.3 交互式分割 |
54-56 |
|
4.4 医学图像的三维重建及显示 |
56-58 |
|
4.4.1 三维重建的概念及分类 |
56 |
|
4.4.2 表面绘制 |
56-57 |
|
4.4.3 体素绘制及显示 |
57-58 |
|
4.4.4 医学图像中的彩色显示 |
58 |
|
4.5 本章小结 |
58-59 |
|
第五章 热疗计划系统的相关实现 |
59-70 |
|
5.1 开发包与平台的选择 |
59-61 |
|
5.1.1 DCMTK |
59-60 |
|
5.1.2 VTK |
60 |
|
5.1.3 AMIRA |
60-61 |
|
5.1.4 Visua1 C++6.0 |
61 |
|
5.2 在 VC下的系统实现 |
61-66 |
|
5.2.1 热疗计划平台的搭建 |
62-63 |
|
5.2.2 医学影像的获取与导入 |
63-64 |
|
5.2.3 二维图像处理与视图调节 |
64-65 |
|
5.2.4 计划常用的辅助功能 |
65-66 |
|
5.3 在 Amira软件上的功能实现 |
66-69 |
|
5.4 本章小节 |
69-70 |
|
结论 |
70-72 |
|
参考文献 |
72-77 |
|
攻读学位期间发表的论文 |
77-79 |
|
致谢 |
79-80 |
|
附录1 |
80-92 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.205634 |
