网站首页            期刊简介             编委会             投稿指南             期刊订阅             下载中心             在线留言            联系我们             English
  2025年5月7日 星期三  
文章快速检索
中国生物医学工程学报
  论文 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
基于记忆学习法的放疗中呼吸运动预测技术的研究
1 南方医科大学生物医学工程学院, 广州 510515
2 广东新华软件外包有限公司, 广州 10515
3 解放军303医院放射治疗中心,  南宁 530021
The Study on Predicting Respiratory Motion via MemoryBased Learning in Radiotherapy
1 Institute of Biomedical Engineering,Southern Medical University,Guangzhou 510515, China
2 Guangdong Sunwah Tech Consulting Group,Guangzhou 510515, China
3 Radiotherapy Center of PLA 303 Hospital, Nanning 530021, China
全文: PDF (1871 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 对胸腹部肿瘤进行实时跟踪放疗时,需要通过预测来补偿系统延迟。然而,由于呼吸运动的复杂性,传统方法难以满足要求。本文应用一种基于记忆学习法进行呼吸预测,该方法首先存储训练数据到记忆中,然后查找相关数据应答当前查询。在此基础上,采用“滑窗法”动态更新训练数据集,并针对预测过程中出现的 “病态矩阵”采用脊回归进一步改进算法,使算法的精确性和鲁棒性有了很大提高。实验使用POLARIS红外定位系统采集了10例正常人体表的红外反射标记物的呼吸运动数据样本,平均幅度约为20 mm(9.2~37.8 mm),采用改进后的基于记忆学习法(预测步长为1 s),平均绝对误差约为0.3 mm(0.08~0.8 mm),每次估值耗时约1 ms。所提出的方法能够准确和实时捕捉复杂的呼吸运动轨迹。
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
万伟权1 张慧连2 &
关键词 放射治疗记忆学习法呼吸运动实时预测    
Abstract:Prediction is necessary to compensate the system latency in the realtime tracking radiation therapy for thoracic and abdominal cancers. However, because of the complexity of the breathing motion, conventional methods are far from clinical requirements. This paper proposed a memorybased learning method to predict respiratory motion. The method stores the training data in memory, then finds relevant data to answer a particular query. Furthermore, the paper adopts dynamic update the training data method and ridge regression aimed at “illcondition matrix” to greatly improve the accuracy and robustness of the algorithm. Our experiment collected ten respiratory motion data with average amplitude of 20 mm (9.2~37.8 mm) from humans’ body surface using POLARIS infrared positioning system. Using our methods (prediction horizon is 1s), mean absolute error (MAE) was reduced to 0.3 mm (0.08~0.8 mm), per estimate takes 1 ms. The results confirm that the proposed method is able to capture highly complex breathing movement accurately in real time.
Key wordsradiotherapy    memorybased learning    respiratory motion    realtime    prediction
    
基金资助:广东省重大科技专项 (2012A080104010)
引用本文:   
万伟权1       张慧连2   &. 基于记忆学习法的放疗中呼吸运动预测技术的研究[J]. 中国生物医学工程学报, 2014, 33(2): 148-154.
WAN WeiQuan1     ZHANG HuiLian2      XU ZiHai3        HE ZhiQiang1   . The Study on Predicting Respiratory Motion via MemoryBased Learning in Radiotherapy. journal1, 2014, 33(2): 148-154.
链接本文:  
http://cjbme.csbme.org/CN/10.3969/j.issn.0258-8021. 2014. 02.003     或     http://cjbme.csbme.org/CN/Y2014/V33/I2/148
版权所有 © 2015 《中国生物医学工程学报》编辑部
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发