基于虛擬現(xiàn)實的劑量評估系統(tǒng)設計與應用研究的開題報告

基于虛擬現(xiàn)實的劑量評估系統(tǒng)設計與應用研究的開題報告一、選題背景現(xiàn)代醫(yī)療技術的發(fā)展促進了醫(yī)療設備技術的不斷更新迭代，特別是放射治療領域。目前，放射治療是臨床上常用的治療手段之一，它能在靶區(qū)集中高劑量地給予放射線，從而破壞癌細胞的DNA，從而達到殺死腫瘤細胞的目的。但是，放射線也會傷及正常組織，患者需要承受治療后的副作用，甚至有可能引發(fā)二次癌癥。因此，準確的劑量評估非常重要，它是放射治療安全和有效的保證。傳統(tǒng)的劑量評估方法主要是采用人工測量或者計算機模擬，然而這些方法都存在著一定的局限性，這就需要一種更加簡便、準確、可視化的方法來評估劑量。虛擬現(xiàn)實技術，已經(jīng)成為了人們仿真實驗與演練的重要手段之一。虛擬現(xiàn)實技術就是通過計算機模擬技術，將虛擬環(huán)境中的物體或場景轉化為人可感知的仿真環(huán)境，為用戶提供一種身臨其境的感覺。二、研究目的本課題的研究目的是設計一個基于虛擬現(xiàn)實的劑量評估系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)的劑量評估方法存在的一些問題和不足、提高評估的效率和精度，同時方便用戶進行劑量評估，同時減少對患者的傷害。三、研究內容（1）分析醫(yī)療設備中常用的放射源的性質和運動軌跡；（2）確定基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)需要達成的目標；（3）設計和實現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)，包括虛擬世界的建模、物理引擎、劑量計算算法、仿真環(huán)境等方面的技術和實現(xiàn)；（4）對系統(tǒng)進行測試和驗證，評估其功能和性能。四、預期結果本研究預計將得到如下成果：（1）設計出基于虛擬現(xiàn)實的劑量評估系統(tǒng)原型；（2）從系統(tǒng)的可視化、快速、準確等多個方面對系統(tǒng)進行評估，驗證其功能和性能。五、研究意義（1）實現(xiàn)評估前的仿真，降低患者的輻射傷害，保證治療的安全性和有效性；（2）彌補傳統(tǒng)劑量評估方法的不足，提高評估的準確性、精度和效率；（3）推廣虛擬現(xiàn)實技術的應用，為醫(yī)科學科和其他相關學科的教育提供新的思路。六、研究方法（1）文獻閱讀法：對已有的劑量評估方法和虛擬現(xiàn)實技術進行深入閱讀和分析，為系統(tǒng)設計提供設計理論基礎；（2）軟件開發(fā)法：使用虛擬現(xiàn)實技術和相關軟件開發(fā)技術，開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)。七、進度計劃第一階段：2021年9月~2022年1月1、完成文獻調研和分析，確定課題研究方向和處理思路；2、完成開題報告、中期檢查和指導老師的評審。第二階段：2022年2月~2022年6月1、完成基于虛擬現(xiàn)實的劑量評估系統(tǒng)的詳細設計；2、完成劑量計算和虛擬世界的建模；3、實現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)的邏輯模塊。第三階段：2022年7月~2022年10月1、完成基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)的前端開發(fā)；2、完成基于虛擬現(xiàn)實技術的劑量評估系統(tǒng)的優(yōu)化和集成測試；3、編寫畢業(yè)論文。八、參考文獻[1]ShaoW,ZhuX,HoseyJ,etal.Virtualrealitytechnologyandapplicationsinradiationtherapy[J].ChineseJournalofCancerResearch,2014,26(6):681-688.[2]SericiA,YarmanBS,GürsesCB,etal.Avirtualreality-basedradiotherapysimulationsystemusingCERR[J].RadiotherapyandOncology,2017,124(1):86-91.[3]KimJS,ParkJJ,KimKH,etal.Developmentandvalidationofaradiationtherapysimulationsystemusi