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調強放療中電腦應用技術研究

  • 作者：蘭義華|責編:馮琦
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121476105
  • 出版日期：2022/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：200
人民幣：RMB 88 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從調強放療的步驟入手，概括介紹常用的放療設備、照射方式、放療目的、放療的生物學原理等；重點介紹調強放療中的電腦應用技術，涉及劑量計算模型、放療計劃系統中的可行性問題，以及線性和非線性規劃模型、放射生物學模型、帶有劑量體積約束的規劃模型、多目標規劃模型、照射角度選擇優化模型等。此外，本書對通量圖的生成和調製、基於機器跳數的平滑方法和雙向葉片運動通量圖平滑模型等進行研究；討論自動勾畫的意義、需求和定義等，介紹閾值分割演算法、區域分割演算法、分水嶺分割演算法和馬爾可夫隨機場分割演算法等常見的圖像分割演算法，重點介紹一種加入區域信息的測地線活動輪廓模型、一種改進的V-Net模型和一種基於等效生物劑量和硬體約束的一體化逆向計劃模型，並介紹凸優化求解和劑量驗證等。本書介紹的內容涉及面廣，有助於讀者了解調強放療中的電腦應用技術，適合作為高等學校醫學影像處理相關專業研究生和高年級本科生的教材，也適合相關科研人員和對調強放療技術感興趣的讀者閱讀。
作者介紹
蘭義華|責編:馮琦
目錄
第1章  引言
  1.1  研究背景及意義
    1.1.1  癌症的嚴重危害
    1.1.2  癌症的治療方法
    1.1.3  放療對於癌症治療的貢獻
    1.1.4  放療技術發展的巨大潛力
  1.2  放療技術的發展歷史
    1.2.1  初級放療時代
    1.2.2  常規放療時代
    1.2.3  精準放療時代
    1.2.4  小結
  1.3  電腦應用技術對調強放療技術的支撐作用
第2章  放療中的硬體及放療計劃系統
  2.1  放療的分類
    2.1.1  基本概念
    2.1.2  放療設備
    2.1.3  照射方式
    2.1.4  放療目的
    2.1.5  放療手段和技術
    2.1.6  劑量分割方式
  2.2  放療的生物學原理
  2.3  調強放療的步驟
  2.4  調強放療中的射線調製設備
  2.5  逆向計劃系統
第3章  調強放療中的規劃問題
  3.1  正向調強規劃和逆向調強規劃
    3.1.1  正向調強規劃
    3.1.2  逆向調強規劃
  3.2  調強放療中的數學優化問題
  3.3  劑量計算模型和相關描述
  3.4  放療計劃系統中的可行性問題
  3.5  調強放療中的規劃模型
    3.5.1  線性和非線性規劃模型
    3.5.2  放射生物學模型
    3.5.3  劑量體積約束模型
    3.5.4  劑量體積約束優化問題
    3.5.5  規範化距離信息排序
    3.5.6  混合整數規劃模型
    3.5.7  多目標規劃模型
    3.5.8  照射角度選擇優化模型
第4章  通量圖的平滑方法
  4.1  通量圖的生成和調製
  4.2  通量圖的平滑
  4.3  圖像去噪原理
  4.4  基於機器跳數的平滑方法
    4.4.1  基於圖像處理的平滑方法存在的問題
    4.4.2  基於多葉准直器的靜態調強放療的劑量調製過程
    4.4.3  無葉片碰撞約束的模型
    4.4.4  后驅葉片同步約束模型
    4.4.5  前驅葉片同步約束模型

    4.4.6  前後葉片中心時長同步模型
    4.4.7  舌槽欠劑量效應的直接約束
    4.4.8  帶葉片碰撞約束的模型
  4.5  雙向葉片運動通量圖平滑模型
    4.5.1  雙向葉片運動通量圖平滑模型介紹
    4.5.2  實驗及結果分析
第5章  自動勾畫技術
  5.1  自動勾畫的意義
  5.2  手動勾畫的問題和自動勾畫的需求
  5.3  放療中自動勾畫的定義
  5.4  放療中需要自動勾畫的醫學影像
  5.5  圖像分割演算法
    5.5.1  閾值分割演算法
    5.5.2  區域分割演算法
    5.5.3  分水嶺分割演算法
    5.5.4  馬爾可夫隨機場分割演算法
    5.5.5  基於活動輪廓模型的分割演算法
    5.5.6  基於深度學習的分割演算法
  5.6  一種加入區域信息的測地線活動輪廓模型及在乳腺鉬靶X射線攝片分割中的應用
    5.6.1  一種加入區域信息的測地線活動輪廓模型
    5.6.2  實驗及結果分析
  5.7  一種改進的V-Net模型及其在肺結節分割中的應用
    5.7.1  一種改進的V-Net模型
    5.7.2  實驗及結果分析
第6章  生物醫學與硬體約束
  6.1  回歸本質——臨床醫學目標問題
  6.2  逆向計劃的發展階段及目前存在的問題
  6.3  臨床放療物理劑量特性
  6.4  細胞殺滅存活理論
  6.5  分次治療及生物醫學劑量
  6.6  一種基於等效生物劑量和硬體約束的一體化逆向計劃模型
    6.6.1  等效生物劑量及模型設計
    6.6.2  基於多葉准直器的硬體約束設計
    6.6.3  調強放療一體化逆向計劃模型構建
    6.6.4  等效生物劑量模型驗證和分析
第7章  凸優化求解
  7.1  放療中的凸優化技術
    7.1.1  凸優化技術在放療中的應用
    7.1.2  凸優化技術的優點
    7.1.3  凸優化技術的局限性
  7.2  凸集的概念
  7.3  凸函數和保凸運算
    7.3.1  凸函數
    7.3.2  保凸運算
  7.4  凸優化問題
    7.4.1  凸優化的概念
    7.4.2  全局最優解和局部最優解
  7.5  典型的凸優化模型
    7.5.1  線性規劃模型
    7.5.2  線性約束二次規劃模型

    7.5.3  幾何規劃模型
  7.6  多目標優化中的帕累托最優
  7.7  凸優化中的內點法
第8章  劑量驗證
  8.1  放射線電離輻射特性差異
  8.2  質量控制誤差分配
  8.3  多級質量保證和驗證
  8.4  劑量驗證方法和工具
  8.5  獨立計算式劑量驗證方法
    8.5.1  基於修正策略的劑量計算方法
    8.5.2  基於模型策略的劑量計算方法
參考文獻

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