52、呼吸与肺部器官运动相关性及卫星通信资源优化研究

呼吸与肺部器官运动相关性及卫星通信资源优化研究

1. 呼吸与肺部器官运动相关性研究

在医疗领域，了解呼吸与肺部器官运动之间的关系对于肺癌的动态放射治疗具有重要意义。为了避免X射线对医生的伤害，荧光成像机器和观察显示设备分别放置在两个不同的房间，通过具有辐射防护功能的门和墙壁隔离。使用两台计算机分别捕获荧光图像和检测呼吸信号，为了同步荧光图像和呼吸信号，设计了特定软件来同步两台计算机的时间，同步后两台计算机的时间差限制在10ms以内。

由于呼吸检测速度高于图像捕获速度，在分析呼吸与肺部器官运动的相关性时，需要对呼吸信号进行下采样，使其与图像捕获具有相同的采集频率。

1.1 实验方法

• 数据采集 ：采集了12名患者的呼吸信号和荧光图像，从中选择了7例呼吸和图像数据稳定的病例。
• 运动跟踪 ：使用LK光流算法跟踪肺部器官的运动。
• 数据处理 ：对呼吸信号使用宽度为5的高斯滤波器进行滤波以去除噪声，然后进行下采样，使其与荧光图像具有相同的采集频率。
• 模型验证 ：使用均方根误差（RMSE）和最大误差（ME）两个标准来验证相关模型的准确性。
  • RMSE的计算公式为：$RMSE = \sqrt{\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(F(i) - O(i))}$，其中$F(i)$和$O(i)$分别是相关模型计算的拟合值和位置$i$处的原始值。
  • ME的计算公式为：$ME =