“虚拟患者”为放射治疗模拟实时器官运动
时间：2008-11-23 20:48:00
来源：UltraLAB图形工作站方案网站
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作者：admin
美国国立卫生研究院（NIH）批准资助伦斯勒理工学院的研究员2百万美元，用于研发一种应用物理原理实时虚拟患者呼吸的模型,即3D模型联合时间变量所得到的4D模型，它的应用能够明显改善肺癌和肝癌放疗的精确度和效果。
在德克萨斯州圣安东尼市的癌症治疗和研究中心，George Xu(生物医学工程和核医学教授)和Suvranu De(机械工程学副教授)与临床专业的同事进行多学科合作，研发4D可视图象人（4-D VIP－Man）。这种虚拟模型是Xu教授正在进行的3-D VIP-Man计划的延伸项目。此项目是一种先进的电脑模型，能用3-D技术模拟射线如何影响人体的器官和组织。
Xu教授认为，活人不同于静止的生物，而在肿瘤的放疗和成像中，像肺脏或者心脏这样能够运动的器官是主要的干扰因素。为了判断有效放射计量及其精确数值，医生必须考虑如呼吸运动和空气容积变化这些问题，它们在放疗过程中会受生理因素影响。实时模拟能够使得医生在短时间片段内能观测到肺、肝、肾和心相对与外射线是静止的。在临床治疗中，做到这点即意味着，医生在为运动的肿瘤作放疗时能更有把握。4-D VIP－Man可以让医生和医学物理学家精确地预测和监测这些解剖改变，从而在任何时候都能提供最有效的治疗。但4-D VIP－Man很难研制。
现在，Xu教授和De副教授正集中精力研究呼吸功能。应用先进的计算机技术，模拟肺的运动是可行的；但是，不能做到实时模拟。对于精确放疗来说，应用物理技术实时虚拟人体功能能最终解决这个问题。这项计划的主要难度在于如何研发相应的运算法则，从而依照组织真实的生物力学性质实时模拟肺及临近组织的运动。Xu教授预测，基于物理学的4-D VIP-Man将最终在生物医学领域更广泛地用作解剖模型，帮助治疗有呼吸道疾病和心脏病的患者。同时，他将通过计算机学人体影像协会（http://www.virtualphantoms.org）与全世界的研究者合作，继续研究3-D VIP-Man，创造虚拟患者的“家族谱” 。
Xu教授以前的学生Chengyu Shi（临床医学物理学家）和Martin Fuss（放射肿瘤学家）认为，在解决肺的运动问题后，放疗效果会更好。在得知他们的兴趣后，Xu和田纳西州的研究组开始合作。在与De副教授（他曾用3-D VIP-Man技术模拟外科手术中组织的变形）联系后，将3-D VIP-Man改进为4-D VIP-Man的想法就产生了。
从1997年以来，Xu一直致力于应用先前的可视人体工程计划（Visible Human Project ）来研究3-D VIP-Man，其数据集来源于美国国家医学图书馆，经费来源于NIH和国家科学基金会CAREER奖金。新的4年科研基金由美国国家医学图书馆（NIH的一部分）资助。
在德克萨斯州圣安东尼市的癌症治疗和研究中心，George Xu(生物医学工程和核医学教授)和Suvranu De(机械工程学副教授)与临床专业的同事进行多学科合作，研发4D可视图象人（4-D VIP－Man）。这种虚拟模型是Xu教授正在进行的3-D VIP-Man计划的延伸项目。此项目是一种先进的电脑模型，能用3-D技术模拟射线如何影响人体的器官和组织。
Xu教授认为，活人不同于静止的生物，而在肿瘤的放疗和成像中，像肺脏或者心脏这样能够运动的器官是主要的干扰因素。为了判断有效放射计量及其精确数值，医生必须考虑如呼吸运动和空气容积变化这些问题，它们在放疗过程中会受生理因素影响。实时模拟能够使得医生在短时间片段内能观测到肺、肝、肾和心相对与外射线是静止的。在临床治疗中，做到这点即意味着，医生在为运动的肿瘤作放疗时能更有把握。4-D VIP－Man可以让医生和医学物理学家精确地预测和监测这些解剖改变，从而在任何时候都能提供最有效的治疗。但4-D VIP－Man很难研制。
现在，Xu教授和De副教授正集中精力研究呼吸功能。应用先进的计算机技术，模拟肺的运动是可行的；但是，不能做到实时模拟。对于精确放疗来说，应用物理技术实时虚拟人体功能能最终解决这个问题。这项计划的主要难度在于如何研发相应的运算法则，从而依照组织真实的生物力学性质实时模拟肺及临近组织的运动。Xu教授预测，基于物理学的4-D VIP-Man将最终在生物医学领域更广泛地用作解剖模型，帮助治疗有呼吸道疾病和心脏病的患者。同时，他将通过计算机学人体影像协会（http://www.virtualphantoms.org）与全世界的研究者合作，继续研究3-D VIP-Man，创造虚拟患者的“家族谱” 。
Xu教授以前的学生Chengyu Shi（临床医学物理学家）和Martin Fuss（放射肿瘤学家）认为，在解决肺的运动问题后，放疗效果会更好。在得知他们的兴趣后，Xu和田纳西州的研究组开始合作。在与De副教授（他曾用3-D VIP-Man技术模拟外科手术中组织的变形）联系后，将3-D VIP-Man改进为4-D VIP-Man的想法就产生了。
从1997年以来，Xu一直致力于应用先前的可视人体工程计划（Visible Human Project ）来研究3-D VIP-Man，其数据集来源于美国国家医学图书馆，经费来源于NIH和国家科学基金会CAREER奖金。新的4年科研基金由美国国家医学图书馆（NIH的一部分）资助。
