论文部分内容阅读
根据世界卫生组织近年来公布的数据来看,每年约有500万人以上死于恶性肿瘤,由此可见,恶性肿瘤已成为威胁人类健康的重要疾病。放射治疗是恶性肿瘤治疗的四大重要手段之一,近年来已经开始逐渐突破“经验治疗时代”,但放射治疗的精确性仍是提高放射治疗疗效的一个重要研究方向。在计算机技术迅猛发展的推动下,近距离放射治疗即放射性粒子植入治疗恶性肿瘤近几年来也得到了迅速的发展。在近距离放射治疗中,为了达到最好的治疗效果,使种子源的剂量有效覆盖整个肿瘤区域,需要对治疗用种子源的剂量场分布进行理论与实验的研究,同时也需要对肿瘤CT图像中的肿瘤区域进行有效提取。本文参考了美国医学物理家协会工作组43号报告(AAPM TG No.43Report)推荐的剂量计算模式,利用matlab工具中以非线性数学模型为理论基础的cftool工具箱对103Pd放射性籽源剂量函数中的径向剂量函数实行非线性拟合和数据分析,以及用matlab工具中以非线性数学模型为理论基础的SFTool工具箱对各向异性函数进行数据分析和非线性拟合,在拟合的过程中,按照拟合精度最优化原则,分别得到径向剂量函数和各向异性函数的最优计算方法,在此基础之上,利用公式推导得到了103Pd放射性籽源单籽源剂量率计算模式,然后以单籽源剂量计算公式为基础,运用“线性叠加法”推导出了多籽源剂量计算模式,并利用此模式,对103Pd籽源空间剂量场分布进行了计算机模拟。为了方便对103Pd籽源空间剂量场的模拟,本文还利用matlab数字图像处理技术,对肿瘤CT图像进行对比度增强、边缘检测及肿瘤轮廓提取研究,为肿瘤CT图像处理提供了一种新方法,也为103Pd放射性籽源剂量分布模拟研究提供了一个平台。在103Pd放射性籽源剂量计算模式、103Pd放射性籽源剂量场分布模拟及肿瘤CT图像处理的基础之上,利用matlab开发了103Pd放射性籽源对肿瘤组织近距离治疗的适形性模拟系统PDMD。利用PDMD,可以得到103Pd点源、单个线源、多个线源对目标点产生的剂量率,以及它们的等剂量曲线;可以得到肿瘤组织CT图像的轮廓线；103Pd种子源在肿瘤中的适形性模拟分布。PDMD为图形用户界面,简单易用,交互性强,采用的剂量计算模型同样适用于其他放射性籽源,只需简单的参数修改,就可用于其他放射性籽源空间剂量场分布的研究。为近距离放射治疗中放射性籽源空间剂量场分布研究提出了一种新方法。