伽瑪?shù)秚ps中放射線劑量分布的三維可視化方法(已修改)
2025-04-19 12:15 本頁面
【正文】 醫(yī)學TPS中放射線劑量分布的三維可視化方法摘 要: 針對放射治療計劃系統(tǒng)GyroRTPS需要,給出了一個放射線劑量分布三維可視化的實現(xiàn)方法,以幫助醫(yī)師多角度查看病灶組織任意剖面上的放射線劑量分布情況。首先論述系統(tǒng)中對體數(shù)據(jù)和劑量數(shù)據(jù)的坐標變換、插值計算等預處理。然后根據(jù)VTK工具包中可處理的數(shù)據(jù)類型對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,給出了基于VTK實現(xiàn)劑量分布三維顯示及其與體數(shù)據(jù)融合顯示的方法。實例測試結(jié)果和臨床使用表明,基于該方法開發(fā)的軟件系統(tǒng)運行可靠,可更好地輔助醫(yī)師進行放射治療決策。關(guān)鍵詞: 醫(yī)學治療計劃系統(tǒng)。放射線。劑量分布。可視化方法0 引言治療計劃系統(tǒng)(Treatment Planning System, TPS)是伽瑪?shù)吨委煹呐涮总浖?。在臨床放射治療前,通過對滿足DICOM(Digital Imaging and Communications inMedicine)的醫(yī)學序列CT ( Computed Tomography)或MRI (Magnetic ResonanceImaging)等圖像的分析,實現(xiàn)對病灶區(qū)域的精確定位,同時由治療計劃系統(tǒng)模擬射線照射時的劑量分布情況[12],輔助醫(yī)生制訂準確的放療方案,使放射治療最大限度殺死癌變細胞的同時,避免或減少對正常組織和重要器官的傷害。簡單的二維TPS依據(jù)某一方向的CT切片數(shù)據(jù)進行模擬放射,只能顯示單張切片上的劑量分布情況,不能全面地反映病灶區(qū)的受劑量情況,無法模擬真實的立體放射治療。一個完善的放射治療TPS[3],需要精確描述病灶區(qū)域和正常組織的空間關(guān)系,建立準確的劑量分布數(shù)據(jù)場[4],最終能夠?qū)θ梭w患病組織的劑量空間分布進行多角度多層面的可視化顯示處理,幫助醫(yī)生制訂準確詳盡的放射治療方案,以期達到提高放射治療精度、減少放射損傷的目的。對劑量分布采用三維立體方式的可視化,將成為伽瑪?shù)斗派渲委熤幸粋€不可缺少的功能。1 二維劑量分布顯示劑量通常是指一次給藥后產(chǎn)生藥物治療效果的數(shù)量,這里則用于表征射線強度。在伽瑪?shù)斗派渲委煹呐涮总浖PS中,劑量分布是指伽瑪射線的粒子照射到人體中能量吸收的空間分布。劑量計算一般由TPS中的單獨模塊完成,劑量計算完成后,空間某點的劑量值存放在一個三維數(shù)組中供顯示模塊調(diào)用。傳統(tǒng)的劑量顯示按照等值線繪制方式得到平面等劑量線圖,如圖1所示?；蛘唢@示空間各層的等劑量云圖,如圖2所示。雖然平面顯示可方便地查看某一切片上的劑量分布情況,但是無法提供一個三維(立體)的劑量分布顯示[5],醫(yī)生也無法從整體上查看受照射病灶組織中劑量分布情況,所以仍然需要醫(yī)生依靠經(jīng)驗,由多幅
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