放射治疗数字化铅模技术研究

论文摘要

在癌症治疗领域,放射治疗已经成为重要的局部治疗方法。为防止对患者的有害辐射采用了适形辐射,加适形铅模是其中的一种。目前的铅模制作方法是采用模具浇铸,这种方法不仅精度不足,且在浇铸过程中产生严重的铅污染和塑料污染,存在职业危害。本课题提出并确立了通过机械加工制作铅模的完整路线。首先通过铣削和线切割试验,获得了纯铅的机械加工参数,确定纯铅材料可以铣削的性能;然后进行了较为完整的软件系统设计。将由医生勾画出轮廓的电子版X光或CT影像输入所设计的软件系统后,确定各个参数正确,逐点读取轮廓的颜色数值后进行RGB转换,再作“边界锐化”以确定轮廓位置,然后运用“周边寻点”法获得表示影像指定轮廓坐标的数组。运用B样条曲线等建模方法绘出轮廓或铅模的三维模型,并可通过坐标变换从各个角度观察铅模正确与否,如果不满足要求,可以对参数或影像进行修改;如果正确则生成数控程序文本,然后将其传输到加工机床,并采用线切割机床对实体铅模进行了实切试验,结果与设计相符。本课题对于解决模室污染问题、对提高放射治疗适形精度都具有重要意义。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 肿瘤及其危害
• 1.2 肿瘤的放射治疗及其发展
• 1.3 放射装置的结构及工作原理
• 1.4 放射治疗中有害辐射的防护
• 1.4.1 放射治疗的基本目标
• 1.4.2 适形和调强放射治疗
• 1.4.3 射野适形技术的发展
• 1.5 适形铅模
• 1.5.1 铅模的浇铸工艺
• 1.5.2 铅模浇铸工艺的缺点及质量分析
• 1.6 本课题的意义和任务
• 1.6.1 本课题的意义
• 1.6.2 本课题的任务
• 第二章 总体设计
• 2.1 铅模的材料及性质
• 2.2 铅模的形状特征及功能分析
• 2.3 铅模加工方法的选择
• 2.4 铅模加工的硬件系统
• 2.5 铅模加工的软件系统
• 2.6 本章小结
• 第三章 影像指定轮廓的读取
• 3.1 读取影像指定轮廓的方法
• 3.1.1 图文转换法
• 3.1.2 鼠标记录法
• 3.1.3 颜色识别法
• 3.2 边界锐化
• 3.2.1 二维点阵数组的生成
• 3.2.2 表示轮廓范围的边界锐化
• 3.3 数组转换——周边寻点法
• 3.4 本章小结
• 第四章 铅模设计与三维建模
• 4.1 铅模轮廓线作法
• 4.1.1 逐点连线法
• 4.1.2 B样条曲线法
• 4.2 铅模轮廓图的生成
• 4.3 铅模轴测图作法
• 4.3.1 作轮廓侧面
• 4.3.2 作实体铅模端面
• 4.3.3 作有孔铅模端面
• 4.3.4 作有孔铅模外侧面
• 4.3.5 作框架轴测图
• 4.4 坐标系选择及图形变换
• 4.5 消隐算法
• 4.5.1 消隐的意义
• 4.5.2 立方体元素的消隐
• 4.5.3 轮廓侧面的消隐
• 4.6 光照效果的产生
• 4.7 轴测图的生成
• 4.8 本章小结
• 第五章 铅模实切试验
• 5.1 线切割加工试验
• 5.2 铣削加工试验
• 5.3 试验结论
• 5.4 数控程序的生成
• 5.4.1 五轴联动数控机床加工原理
• 5.4.2 数控铣床有关指令
• 5.4.3 铣削数控程序的生成
• 5.4.4 线切割机床坐标确定
• 5.4.5 线切割机有关指令
• 5.4.6 线切割数控程序的生成
• 5.5 实切试验
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 创新点
• 6.2 存在问题
• 6.3 未来展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢