《低劑量錐束CT掃描參數個體化最佳化算法》是依託北京大學，由張藝寶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：低劑量錐束CT掃描參數個體化最佳化算法
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：張藝寶
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
千伏錐束CT引導可提高患者在數十次放療間的體位可重複性，但其累積的成像劑量導致醫生不得不減少引導頻次，治療精度也隨之降低。文獻提示相同掃描參數下患者體型與器官劑量負相關，本組前期研究已將該關係擬合成數學模型並發表。本研究擬利用該模型進一步建立並驗證基於患者體型的掃描參數個體化最佳化算法，從而無需硬體升級即可以較低劑量獲取滿意圖像。主要研究內容包括：1. 利用蒙特卡洛方法模擬錐束CT關鍵結構及標準參數，並以測量數據進行劑量學驗證。2. 利用批量患者CT數據建模計算器官劑量，並與體型及掃描參數擬合。3.利用多維共軛梯度搜尋算法，基於劑量/噪聲比模型和用戶可調權重，計算滿足臨床需求的個體化最佳化參數。4. 使用仿真模體驗證劑量、圖像質量及配準精度，並以此反饋修改最佳化算法。該工作預期結果將揭示掃描參數影響器官劑量及圖像質量的規律，其潛在套用價值是降低患者輻射風險，提高影像引導率和放療精度。
結題摘要
千伏錐束CT引導可提高患者在數十次放療間的體位可重複性，但其在正常組織中的額外輻射劑量導致醫生有時不得不減少引導頻次並犧牲治療精確度。本工作基於瓦里安千伏錐束CT的頭、胸、盆三個標準掃描參數建立了患者體型與器官劑量負相關的數學模型。基於這些模型，本研究建立了基於患者體型的掃描參數的個體化最佳化算法，從而無需硬體升級即可以較低劑量獲取滿意圖像。其核心包括：1. 利用蒙特卡洛方法模擬錐束CT關鍵結構及標準參數，並以實測驗證計算結果。2. 利用批量患者CT數據模擬計算器官劑量，並與體型及掃描參數擬合建模。3. 利用多維共軛梯度搜尋算法，基於劑量/噪聲比模型和用戶可調權重，計算滿足具體臨床需求的個體化最佳化參數，並通過了多套體模的劑量和位置驗證。本課題共署名發表SCI論文11篇，國家級核心期刊論文25篇，國際會議論文摘要2篇。該工作的套用有利於降低患者風險，提高影像引導率和放療精度。
