大数据学习非规则放疗剂量分布预测研究

基本信息
批准号:61702001
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:刘剑飞
学科分类:
依托单位:安徽大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:束建华,年福东,胡耀聪,李兰影,赵红波
关键词:
非规则放疗剂量预测特征提取医学图像处理
结项摘要

Existing knowledge-guided radiation treatment planning methods are commonly limited to the prediction of a few key parameters for the evaluation of plan quality. They fail to directly estimate irregular dose distributions although they are more clinically meaningful. To address this issue, this project explores big data analysis to model geometry and shape relationships between tumors and adjacent organs for the prediction of their dose distributions. Firstly, we study geometry and shape features that can accurately describe spatial relationship between tumors and adjacent organs of the current patient. The clustering algorithm is also studied to fuse these features from different domains. Fisher vector aggregation is a potential solution that clusters multi-domain features to find their correlations. Secondly, dictionary learning and sparse coding are investigated to search for a subset of feature components that can maximally represent the aggregated vector and reduce feature dimension within the foundation of big radiation data. The reduced feature vector is then exploited as the retrieval query to find relevant cases in the big radiation data using sparse coding method. Finally, group-wise image registration is explored to fuse dose distributions from the retrieved cases, and achieve dose reconstruction and prediction for the current patient. Incorporating the prediction of key parameters for radiation plan evaluation, the reconstructed dose distribution is further refined to improve the prediction accuracy. Through the above methods, with the development of big data analysis in the field of radiation therapy, this project is expected to provide a breakthrough approach that directly predicts irregular radiation dose distributions.

现有的放射治疗计划预测方法局限于计划评估参数建模,而不能预测对临床更为重要的非规则放疗剂量分布。针对这类问题,本课题开展大数据条件下基于肿瘤和相邻器官几何形状建模的非规则剂量分布预测研究。具体研究内容:1)研究对几何形状特征的精确描述,以及多模态特征的自动聚类算法,基于矢量化特征融合方法,有效地聚类肿瘤和相邻器官的几何形状特征,得到多模态特征的关联性;2)研究在大数据条件下字典学习和稀疏编码技术对多模态特征进行降维并提取有效子特征,实现对几何形状特征的检索表达,并精确搜索相关病例。3)研究运用群配准方法来融合相关病例的非规则剂量分布,以实现当前病人的非规则剂量分布重建及预测,并结合计划评估参数的预测结果,对重建结果局部调整以提高预测精度。本课题通过以上研究结合放疗领域大数据发展的趋势,可望为非规则放疗剂量分布预测的研究提供突破性发展的新路径。

项目摘要

现有的放射治疗计划预测方法局限于计划评估参数建模,而不能预测对临床更为重要的非规则放疗剂量分布。针对这类问题,本课题开展大数据条件下基于肿瘤和相邻器官几何形状建模的非规则剂量分布预测研究。具体研究内容:1)研究对几何形状特征的精确描述,以及多模态特征的自动聚类算法,基于矢量化特征融合方法,有效地聚类肿瘤和相邻器官的几何形状特征,得到多模态特征的关联性;2)研究在大数据条件下字典学习和稀疏编码技术对多模态特征进行降维并提取有效子特征,实现对几何形状特征的检索表达,并精确搜索相关病例。3)研究运用群配准方法来融合相关病例的非规则剂量分布,以实现当前病人的非规则剂量分布重建及预测,并结合计划评估参数的预测结果,对重建结果局部调整以提高预测精度。本课题通过以上研究结合放疗领域大数据发展的趋势,可望为非规则放疗剂量分布预测的研究提供突破性发展的新路径。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
2

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测

DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0538
发表时间:2019
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
5

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018

刘剑飞的其他基金

批准号:11172005
批准年份:2011
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:10972006
批准年份:2009
资助金额:34.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于深度学习方法预测的剂量分布优化的调强放疗自动计划技术研究

批准号:11805039
批准年份:2018
负责人:范嘉伟
学科分类:A3010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于预测剂量约束引导的自动多目标调强放疗计划优化方法研究

批准号:81601577
批准年份:2016
负责人:宋婷
学科分类:H2807
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
3

鼻咽癌放疗后颞叶功能与剂量学关系的研究

批准号:81402528
批准年份:2014
负责人:任雯廷
学科分类:H1816
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

三维光学CT法测量放疗三维剂量分布的理论及技术研究

批准号:61171115
批准年份:2011
负责人:王贤刚
学科分类:F0114
资助金额:63.00
项目类别:面上项目