CT/MRI图像融合

2024-09-28

CT/MRI图像融合(精选4篇)

CT/MRI图像融合 篇1

目前盆腔肿瘤的精确放疗定位主要采用CT扫描图像,但CT图像虽能较好地反映骨组织的情况,对软组织的显示仍然欠佳。MRI能提供良好的软组织影像,可清楚地辨析肿瘤和周围组织的侵及范围,在判断盆腔肿瘤及其周围组织的关系上明显优于CT。将CT和MRI的优势相结合,形成CT/MRI融合图像,应用于精确调强放疗计划设计,是当前医学图像应用的热点和难点。本文研究项目对医学图像融合及其盆腔肿瘤精确调强放疗计划肿瘤靶区(Gross Tumor Volume,GTV)设计方面作了一定量的研究,分析如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2010年2月~10月在本院就诊并行手术前或化疗后放疗的患者19例,均符合放疗指症。其中男7例,女12例,中位年龄49.5岁。其中4例前列腺癌并盆腔淋巴结转移;4例低位直肠癌;3例诊刮报告子宫内膜癌;8例宫颈活检证实宫颈鳞癌。对患者行盆腔CT、MRI检查和定位,根据检查数据制定放疗方案。

1.2 图像获取

使用GE公司的64排螺旋CT机,扫描参数和方法如下:120k V、400m A、Tile:0.0、层厚5mm、螺距:1.375:1、窗位:W300、L40,行常规和增强扫描[1]。患者于扫描前先行模拟定位机下真空袋固定定位,用铅材料设定定位标志点并与CT扫描定位保持一致;扫描范围包括耻骨联合下缘5cm到髂前上棘上5cm;扫描前行清洁灌肠准备并先排空尿液后喝含少量CT对比剂的温开水300m L,及遵医嘱服用适量阿托品类药物以减少胃肠的蠕动;20min后行CT平扫加增强扫描,使用100m L碘佛醇注射液对比剂,一般设在上午完成。

MRI扫描使用飞利浦Achieva 1.5T磁共振扫描仪,患者采用真空袋固定定位,用鱼油材料设定定位标志点,扫描范围也与CT定位保持一致。一般CT定位扫描后第二天相同时段准备,扫描前行清洁灌肠准备并先排空尿液后喝温开水300m L,15min后行MRI序列扫描,使膀胱充盈度与CT基本保持一致,并保持减少胃肠的蠕动,便于图像融合;使用钆双胺注射液对比剂,服用适量阿托品类药物以减小胃肠的蠕动;获取T1、T2横断位和WAVE增强抑脂3D扫描图像。

1.3 图像后处理及评价

先取出CT和MRI盆腔肿瘤数据在专用电脑中采用自主开发的相似性图像重建软件行图像预处理。预处理后的二源数据行图像融合全局刚性变换、仿射性变换配准和局部相似性图像非线性变换配准;融合配准后的图像数据输入飞利浦公司PINNACLE V8.0放射治疗计划系统进行图像融合与肿瘤靶区勾画。通过对体模的实体、CT图像上和MRI图像上的体模影像的测量,数值误差都小于1mm,故无需对融合图像进行纠正。

1.4 肿瘤靶区勾画及测量

运用飞利浦公司PINNACLE V8.0放射治疗计划系统,分别依据CT、MR及CT/MRI融合图像勾画肿瘤靶区。勾画靶区时CT窗宽窗位为W300、L40,MRI窗宽窗位为W600、L400。勾画时以肿瘤边缘为基准,由同一医生勾画完成。在飞利浦PINNACLE V8.0放疗计划系统上依据CT、MRI勾画的肿瘤靶区和依据融合图像勾画的靶区的体积分别记录为GTVCT、GTVMRI、GTVFUSION。

1.5 评价方法[2]

GTVFUSION:同时参考两种图像得到的GTV;GTVCT-MRI:CT靶区除去CT和MRI共同的部分体积;GTVMRI-CT:MRI靶区除去CT和MRI共同的部分体积。

GTVCT和GTVMRl在GTVFUSION之中所占比例可衡量两种图像模式的优缺点。GTVCT-MRI是指在CT上可看到的靶区而在MRI上不能看到,GTVMRI-CT是指在MRI上可看到的靶区而在CT上不能看到。这两种差值结果大小可反映误差大小或者说丢失靶区大小,因此理想情况下会得到以下结果[3]:GTVFUSION/GTVCT=1或GTVFUSION/GTVMRI=1;GTVCT-MRI=0或GTVMRI-CT=0。

2 结果

GTVMRI、GTVCT、GTVFUSION的平均值分别为89.95cm3、94.65 cm3、100.60 cm3。GTVMRI相对GTVCT降低了5.23%,GTVFUSION相对GTVCT提高了6.29%,GTVMRI提高了11.84%。GTVCT-MRI、GTVMRI-CT平均值分别为23.35cm3、12.65cm3。GTVMRI-CT平均占GTVMRI的14.06%,GTVCT-MRI占GTVCT的24.67%。

3 讨论

目前CT和MRI的应用使肿瘤的诊断和分期准确性大大提高,同样对于放疗计划临床靶区的确定有非常大的帮助。一般认为CT比MRI能更好地反映骨质破坏情况。CT图像有其自身的优点,图像定位一般不发生畸变,可通过CT值转换为电子密度行剂量计算;而MRI由于磁场干扰或磁场非均匀性的影响,在图像边缘易产生畸变可能,磁共振成像也会产生位移现象,造成图像失真,降低了MRI定位的精确度,容易引发各种并发症[4]。但MRI对软组织的观察比CT有较大的优势,MRI能把肿瘤从周边肌肉与血管中区别出来,对肿瘤进行明确定位、并勾画出肿瘤与受侵临近组织交界面[5]。

医学图像融合(Medical Image Fusion,MIF)就是把多方面的医学图像数据协同应用,将多原信息进行有机组合,扬长避短,互相完善,以提高医学图像的可靠性、稳定性和容错能力。如MRI与CT融合方法就可以更精确地确定肿瘤靶区和关键器官,一方面利用MRI影像信息来确定靶区和正常组织,另一方面利用相应的CT值来计算剂量。在实施时,手动融合方法误差较大,自动融合方法可以避免主观因素造成的操作者间的误差,使得影像融合更加准确[6]。

本研究发现,在CT、MRI图像上和CT/MRI融合图像上的肿瘤靶区体积是不一致的,原因考虑有以下几点:

(1)CT图像对软组织分辨率低,无法准确区分病变边界,造成医师勾画靶区偏大,而MRI图像在软组织内比较明确地分辨出肿瘤的浸润范围,使得一些比较早期的肿瘤进行图像融合后肿瘤体积较单纯行CT扫描时缩小。由于图像融合中软件和定位体位等方面的误差,导致两者靶区体积的不一致。

(2)对一些较复杂的部位(如骨与软组织交界区域),由于CT及MRI各自成像的特点与局限性,导致两者形成互补关系,最终造成CT、MRI图像和CT/MRI融合图像的肿瘤靶区体积不一致[7]。

(3)对于较小的转移淋巴结,CT图像容易被其他器官遮盖而遗漏;对于较小的骨转移病灶,MRI图像则因不敏感而遗漏;CT/MRI的融合图像则取CT或MRI的长处而补其各自的短处而致CT、MRI图像和CT/MRI融合图像的肿瘤靶区体积不一致。

由于上述原因,在盆腔病变中CT/MRI融合图像上的肿瘤靶区体积往往要大于单一的CT或MRI图像上的肿瘤靶区体积,而通过将CT与MRI两者图像相融合,可以最大限度减少肿瘤靶区的遗漏,以进一步提高其局控率。本研究初步证实,CT与MRI融合图像在显示肿瘤与骨盆的关系和肿瘤与血管的关系两方面优于原始CT或MRI图像。本组19例盆腔肿瘤分别使用3种方式勾画靶区,结果发现CT/MRI融合图像组的平均肿瘤靶区体积始终较单纯CT或MRI图像上勾画的平均靶区体积要大,且具有统计学意义,分析原因考虑由于融合后提供了更多的图像信息,所以医师勾画靶区具有更高的准确性和一致性。

综上所述,医学图像融合技术在盆腔肿瘤的放疗计划设计中提供了肿瘤病灶组织的分布情况细节,提高了肿瘤诊断灵敏度和定位准确度,从而达到优化照射剂量,提高治疗效果,减少并发症和肿瘤的复发率。同时,这些医学融合图像也可用于放疗效果评估和肿瘤复发的监测,应加以推广。

参考文献

[1]张海南,汤日杰,张书旭,等.16层螺旋CT盆腔低剂量扫描的研究[J].中国医疗设备,2008,23(11):9-11.

[2]段奇文,周云峰,钟亚华,等.CT与MRI图像融合在头颈部肿瘤放疗靶区勾画中的应用[J].中华放射肿瘤学杂志,2007,16(5):397-398.

[3]Emami B,Spthi A,Petruzzelli GJ,et al.Influence of MRI on targetvolume delineation and IMRT planning in nasopharyngealcareinoma.Int[J].Radiat Oncol Biol Phys,2003,57:481-488.

[4]谈泉,林家瑞.多模态医学图像融合技术的研究与进展[J].国际生物医学工程杂志,2006,3:158-160.

[5]Ceresoli GL,Cattaneo GM,Castellone P,et a1.Role of computedtomography and[18F]fluorodeoxyglucose positron emissiontomography image fusionin conformal radiotherapy of non-slnan cell lung cancer:a comparison with standard techniques andwithout elective nodal irradiation[J].Tumori,2007,93(1):88-96.

[6]Chang J,Thakur S,Perera G,et al.Image-fusion of MRspetroscopic images for treatment planning of gliomas[J].MedPhys,2006,33(1):32-40.

[7]唐曦,胡国清,邱红,等.CT和MR确定鼻咽癌原发肿瘤区对比研究[J].中德临床肿瘤学杂志,2005,4(3):141-145.

[8]史鸿云,李志刚,苑兰惠,等.CT-MRI融合技术在颅脑肿瘤区勾画中的价值研究[J].实用医学杂志,2010,(1):56-58.

CT/MRI图像融合 篇2

关键词:三维彩色图像,e-film软件,CT,MRI

我院因没有彩色打印设备, 只能通过激光像机将重建的彩色图像打印到黑白胶片上, 致使彩色立体图像的观察效果大打折扣。市场上有彩色胶片打印设备, 但价格太贵, 大约需要20万~30万元人民币。本人为医院设计的彩色打印方案总投资只需约7000元人民币, 用于采购1台PC机、1台彩色喷墨打印机、1台交换机;利用一款免费的e-film软件就可实现彩色三维图像的打印。我院目前的高档多排CT、MRI等影像设备产生的薄层图像均可通过后处理软件重建成三维彩色图像。

1 材料和方法

1.1 使用的硬件

美国GE公司的Bright speed 16排螺旋CT、美国GE公司的Signa HD 3T MRI和德国西门子公司的Definition 64排双源CT;1台PC机、1台彩色喷墨打印机、1台8口交换机。

1.2 使用的软件

Windows XP操作系统、e-film软件[1,2,3,4]。

1.3 设备的连接

通过交换机将CT、MRI、后处理工作站、PC机连接为一个局域网, 并将它们的网络IP地址设置在同一个网段内。设备通过USB线连接, 见图1。

1.4 软件的设置

CT、MRI设备的软件、后处理工作站软件与e-film软件都支持DICOM3.0协议。将它们通过DICOM设置连接为一个影像归档与通讯系统 (PACS) 局域网, 使得在CT、MRI设备、后处理工作站的图像能够传输到PC机工作站。

e-film软件设置:将e-film软件安装完毕并运行, 点击Utility, 选择Process Manager, 再点击Settings…, 在DICOM Server里输入PC机的AE Title和Port, AE Title可以自己命名, Port值是默认的4006。在Directories选项卡里将Image Directory (图像存储路径) 指向计算机D盘的Image文件夹 (在D盘预先建立好的用于存储图像的文件夹) 。这样做是为了当计算机系统出问题时图像比较安全。在Edit菜单里点击Properties, 弹出Edit Properties窗口, 点击Remote Devices选项卡, 添加CT、MRI、工作站的DICOM参数:Description和AE Title可输入同样的名称, Hostname处输入设备的IP地址, Port为端口号, GE公司的CT和MRI设备为4006, 西门子CT为104, Type选择Workstation, 添加完成后点击Add保存这些参数, 然后分别将CT、MRI设备、后处理工作站通过Verify按钮加以测试, 确认网络已连接成功。之后重新启动E-film软件。

1.5 使用方法

在CT、MRI操作台或后处理工作站上完成三维重建, 通过屏幕采集功能, 将三维图像按照需要的观察角度采集图像并存储为一个独立的序列, 再利用DICOM传输功能[5,6,7,8], 将采集的序列图像传输到PC机上, e-film软件会自动接收这些图像并存储在图像数据库里。然后在PC机上运行e-film软件, 再打开病人列表并找到需要打印的病例并双击, 就可浏览该病人的图像。通过序列按钮, 查看需要打印的序列图像, 并将需要打印的图像选中, 也就是将图像窗口右下角的小方块点亮, 即选中了图像。根据选中图像数目选择相应的打印格式。最后利用e-film软件的打印排版功能将需要的图像通过彩色喷墨打印机打印在彩色相纸上。

打印格式:e-film软件具有两种打印模式, 一种是DICOM打印, 可与DICOM激光打印机连接打印激光胶片;另一种为普通打印机模式, 可以与民用的彩色喷墨打印机连接打印彩色像纸。打印格式比较灵活, 在File菜单里, Print setup可设置像纸的打印方向, Portrait (纵向) 或Landscape (横向) ;Print Format可设置格式, 即每张像纸打印多少幅图像, 可打印单幅图像, 也可以多幅打印, 最多为4×8幅;点击Print Preview可以预览打印的页面。

2 结果

对CT图像重建。分别选择颅骨骨折、下颌骨骨折、脊柱病变、股骨头骨折、冠脉血管重建图像, 将这些重建图像分别打印在彩色相纸上和激光胶片上, 然后请放射科副主任医师及以上职称的诊断大夫将彩色相纸图像与显示器图像、激光胶片图像进行对比观察, 结论是所有打印出来的相纸图像效果与在显示器屏幕上的观察效果几乎一样, 彩色相纸的显示效果明显优于黑白激光胶片。请骨科和其他相关的临床大夫对彩色相纸图像与黑白激光胶片图像进行对比, 得出的结论也是彩色相纸的显示效果明显优于黑白激光胶片。

3 讨论

使用此方法打印彩色三维图像经济实用, 2张A4的彩色相纸所打印的图像相当于1张14×17英寸的激光胶片, 但价格要远远低于激光胶片。要想打印出高质量的三维彩色图片, 首先在CT检查时要进行薄层螺旋容积扫描, 选择合适的螺距;MR检查要根据扫描部位选择合适的扫描序列、合理的技术参数, 其次要求重建时要选择恰当的重建算法, 只有重建出高质量的彩色图像, 打印出的三维彩色图片质量才能有保证。

参考文献

[1]汪义成, 刘峰, 张凌.螺旋CT彩色三维图像打印技术探讨[J].中华放射学杂志, 2005, (3) :99-100.

[2]杨瑞, 孟庆乐, 邵国强.E-FILM软件在核医学科图像存储中的应用[J].中国医疗设备, 2010, 25 (4) :33-34.

[3]沈逸君.激光打印机在医用透视图像中的应用[J].中国医疗器械信息, 1995, (1) :32-33.

[4]康少锋, 宫亚琳, 昝平生.利用E-film软件实现放射影像的DVD存档[J].中国医疗设备, 2012, 27 (3) :48.

[5]张凯, 冀华.PACS对影像设备配置要求[J].医疗卫生装备, 2006, 27 (11) :45-46.

[6]曹国全, 李又成, 余建明.干式激光相机图像校准的初步探讨[J].放射学实践, 2005, (6) :599-560.

[7]徐彥栋.基于DICOM标准的按需打印系统设计和实现[D].上海:上海交通大学, 2011.

CT/MRI图像融合 篇3

1 材料与方法

1.1 临床资料

2006-06—2007-01共9例脑肿瘤患者,男性5人,女性4人,年龄17~60岁,中位年龄48岁,均经临床确定须执行三维适形放疗,在勾画靶区及危及器官前行图像配准。征得患者同意后,每人分别采用2种标记方法获取2组CT图像和2组MR图像。

1.2 材料和设备

直径2 mm,长度4 cm的带绝缘皮电线;直径2 mm,长度4 cm的胶管灌注釓喷酸葡胺注射液(MR增强剂);直径4 mm的球形鱼肝油胶囊,中心灌注碘海醇注射液(CT增强剂)。Marconi MX-200四排螺旋CT扫描机,Marconi-T5磁共振扫描仪,东芝模拟机,Varian公司的Eclipse放射治疗计划系统。

1.3 CT/MRI扫描

A方法(更换标记物法),为患者制作好头部热塑膜面罩(thermoplastic mask)并固定,在常规模拟定位机下确定等中心体外定位参考点(在同一横断面上,左右各1个,前面1个),并在面罩上用mark笔标记出来。将带绝缘皮电线(减少伪影)每2根成45°交叉固定在3个参考点上,形成魔十字,在Marconi MX-200螺旋CT扫描机下按照放疗要求摆好体位,零角度扫描定位像,移动定位线使某一横断层正好扫描到3个标记交叉点上。扫描参数:电压100 kV,电流20 m A,层厚5 mm,层间距0 mm,窗宽300 HU,窗位40 HU,上界包括头皮,下到第二颈椎,获取一组CT横断图像。将面罩参考点上的电线换成灌注了釓喷酸葡胺的胶管,相同患者在Marconi-T5磁共振扫描仪扫描床上按放疗要求再次摆好体位,先扫冠状位定位像,调整扫描角度使某一横断层正好扫在体外中心参考点层面上,层厚5 mm,层间距0 mm,矩阵256×256,增强化学脂肪饱和T1W1。不使用造影剂,扫描范围同CT,获取1组相同患者MR横断图像。B方法(同种标记物法),同一患者再次执行CT和MRI扫描,均采用中心灌注碘海醇注射液,直径4 mm球形鱼肝油固定在面罩3个点上,分别采用相同体位、扫描层厚及扫描范围,获取CT和MR图像。

1.4 配准及误差评价

将各患者的CT和MR图像的Dicom文件经网络传输到Eclipse计划系统,使用matching points实施图像配准,记录配准时间及配准一致性平均误差(consistency registration error,CRE)。再由2名副主任放疗医生分别评价配准结果。评价方法分两阶段进行:(1)2名医生采用盲法对待标记材料,患者临床情况、CT/MR扫描参数及匹配点情况在计划系统上目测评定,若难以评定则进入下一阶段,若结果明确则不进入下一阶段;(2)由评定医师勾画头部轮廓来评定效果,评价配准结果采用四点法:极差,差,良好,很好[2,3]。

1.5 统计方法

数据处理采用SPSS13.0 for Windows统计软件(SSPS Inc)。2组偏差均数用t检验。

2 结果

本研究配准过程由物理师来完成,2种定位方法所获取的CT MR图像配准后配准一致性平均误差(CRE)是瓦里安Eclipse TPS自身配备的评价工具,其范围、均值及标准差见表1。二者结果经t检验有显著性差异(t=2.672,P<0.05)。

2 名医生在相同时间内的目测法评价结果见表2。可以看出,同种标记物法比更换标记物法配准更准确(P=0.004)。这个结果同CRE的评估结果是一致的。

注:A为很好;B为良好;C为差;D为极差

3 讨论

由于CT图像对不同电子密度或X线吸收特征的组织结构具有较好的分辨率,治疗用辐射源(X线、β线等)在体内的剂量分布情况与组织的电子密度直接相关,所以CT图像一直是用于治疗计划系统的最佳图像资源。所以目前几乎所有放射治疗计划系统都是基于CT图像的CT值进行精确计算的。但由于CT图像对包括肿瘤在内的具有相似电子密度的软组织结构的区分能力很差,因此在放疗中勾画靶区及危及器官时具有局限性。MRI的成像原理不同于CT,其最大优点在于对具有相似电子密度的不同软组织有较强的显示能力[4]。基于此,国内外发表了很多文章介绍各种CT同MRI、PET配准(Registratiom)方法,如基于梯度与最大互信息组合的医学图像配准,利用像素、坐标、特征匹配点配准等。其中特征点的匹配是较为常用的一种方法,它通过比较2幅图像的特征点及其周围像素的灰度、曲率等情况来计算特征点之间的相似程度,建立特征点之间的一一对应关系。最理想的特征点是在体内埋入CT、MR都能显影的金属标记,但它是有创的,且很多放疗机构也不具备这些条件,而在CT、MRI上找到能同时良好显影的骨性解剖标记作为匹配点具有很大的主观性,对于经验较少的医师和物理师来说存在一些困难[2],这时使用体外标记点法是一个较好的选择。

采用中心灌注CT增强剂球形鱼肝油胶囊作为体外标记点时,虽然鱼肝油胶囊直径较大(4 mm),但我们将CT增强剂完全填充其中心之后,在CT和MRI上都能清晰显影,很容易地找到其中心点来实施配准,,并排除了更换标记点所引起的相对空间位置移动所带来的误差。同时,当有些机构的MRI扫描仪没有配备冠状位和矢状位激光灯时,球形标记物也便于在扫描图像时更方便准确地找到同CT扫描相同的参考层面。

另外,罗述谦等[5]指出目前配准结果的评价存在体模、准标、图谱、目测等方法。每种方法都有其缺点,其中目测法尽管被认为十分主观,但仍然认为它是目前最好的评价方法之一。付杰等[2]的研究也证实了这一观点。医生目测评价配准结果时对标记材料采用盲法,分别在同一计划系统Eclipse上进行,排除了显示界面差异对配准结果评价的影响。评价时间均为2 min。

物理师为了检验配准情况,找到了CT和MRI都显示较好的脑干横断面,在MRI上勾画出脑干,CT上影映出的轮廓与可见脑干比较吻合程度,同种标记物法也更为理想,见图1。

为了减少其他因素对脑肿瘤CT/MRI配准精度的影响,我们在配准定位摆位过程中严格按照放射治疗的体位要求,利用激光灯和水平尺保持头架水平,并使面罩上横断标记层面与CT及MR扫描层面严格平行。图像以DICOM格式经网络传输至Eclipse计划系统,配准前使用其图像旋转调平软件再次对所有图像进行处理。

总之,在放疗配准定位中,同种标记物法能够提高配准精度,确保靶区勾画的精确性,避免了病变的遗漏,提高了颅内病变定向放射治疗的效果,明显降低了并发症的发生率,从而可能使CT和MR图像点匹配融合技术在3DCRT和X刀治疗中的应用更加广泛。

参考文献

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[2]付杰,胡超苏,胡伟刚,等.鼻咽癌CT/MRI配准方法的临床研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2006(2):85-88.

[3]Mah D,Steckner M,Hanlon A,et al.MRI simulation:effect of gradient distortions on three-dimensional prostate cancer plans[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2002,53:757-765.

[4]徐利明,张照喜.MRI直接用于颅内肿瘤治疗计划设计的可行性探讨[J].中华放射肿瘤学杂志,2005,4:327-330.

CT/MRI图像融合 篇4

本研究的目的是比较CT和CT/MRI来源的非小细胞肺癌脑转移肿瘤靶区,评价CT/MRI融合靶区容积应用于三维适形放射治疗时,靶区剂量及周围重要器官组织剂量变化影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2012年1月-2013年12月本院收治的20例非小细胞肺癌脑转移患者,均经病理证实。其中男12例,女8例,年龄51~75岁;鳞癌11例,腺癌9例。单发病灶13例,双发病灶7例。

1.2 CT/MRI检查

CT定位扫描:所有病例仰卧位予热塑面罩固定后行横断面CT增强扫描,使用德国西门子definition AS128层螺旋CT逐层扫描整个颅腔,扫描层厚和重建层厚均为3 mm。MRI扫描:不能使用面罩固定,采用与CT扫描时体位尽量一致的仰卧位,使用MAGNETOM Avanto 1.5T核磁共振扫描仪采集图像,扫描范围同CT,扫描层厚亦为3 mm,采集T1、T2及Tl增强序列图像。

1.3 影像融合方法及靶区勾画

扫描后将CT及MRI图像传输至治疗计划系统(VARIN Eclipse version10.0),进行CT和MRI图像融合和三维重建。然后由一位放疗科副主任医师分别对每例患者增强CT图像及CT/MRI融合后的图像进行靶区勾画:GTVCT、GTV 1CT/MRI勾画。融合后勾画靶区GTV(不包括水肿带)。然后勾画肿瘤周围的危及器官:脑干、眼睛、视交叉、视神经。分别用CT图像上的GTV和CT/MRI融合图像上的GTV1做3D-CRT的治疗计划。肿瘤靶区的处方剂量为60 Gy,90%靶区容积达到60 Gy。比较以上两个计划中95%靶区容积(D95)所受的剂量,和5%正常器官容积(D5)所受的剂量。

1.4 统计学处理

数据处理采用SPSS 17.0统计软件,计量资料以表示,GTV体积比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 GTV体积比较

在CT图像上的平均体积为21.61 cm3,在CT/MRI融合图像上的平均体积为26.22 cm3。CT/MRI上的肿瘤靶区平均比CT上的肿瘤靶区大21.32%。CT图像上GTV平均值(21.61±4.12)cm3,CT/MRI融合图像上GTV1平均值为(26.22±4.73)cm3,两者差异有统计学意义(t=3.27,P<0.01)。

2.2 两个治疗计划的比较

给予肿瘤靶区60 Gy的处方剂量,在CT上的GTV得到平均D95的剂量是60.25 Gy,而CT/MRI上的GTV得到平均D95的剂量是50.51 Gy。说明CT图像勾画肿瘤靶区有部分肿瘤遗漏。而用CT/MRI上GTV1做三维的治疗计划时,GTV和GTV1分别得到平均D95的剂量是60.98 Gy和60.21 Gy(见表1)。周围正常组织的D5剂量CT/MRI比CT上的要大,见表2。

Gy

Gy

3 讨论

脑转移瘤是临床肿瘤治疗难题之一,未做治疗的肺癌合并脑转移患者一般在出现症状后2~3个月内死亡[3]。对于身体状况较差、不愿手术患者,立体定向放射治疗(SRS)是一个较好的选择,立体定向放射治疗近期疗效好,不良反应小,可明显延长患者生存期[4]。SRS仍为数目较少、位置局限、颅外转移已控制的脑转移患者的标准治疗[5,6]。精确确定肿瘤靶区容积和周围敏感器官容积是精确放疗必要的前提条件。CT图象是精确放疗的基础图像,它对高密度组织较敏感,但对软组织,尤其是对浸润性肿瘤边界无法清晰显示[7]。在脑瘤研究中发现:在MRI上显示的肿瘤靶区大于在CT图像上肿瘤靶区[8]。MRI成像取决于物质的质子密度,对软组织特别是对浸润性肿瘤比较敏感,图像边界清晰[9]。转移瘤脑水肿发生率和程度均较脑内其他肿瘤更常见、更严重[10],而CT图像对水肿带与病灶边界不清,颅底骨的骨伪影,病灶的强化效果不佳等都会影响靶区勾画的准确性[11]。笔者认为CT图像上和MRI图像上的靶区体积不一致的原因有以下几点:(1)由于MRI图像在软组织内比较明确地分辨出肿瘤的浸润范围,发现比较早期的肿瘤,而CT图像上无法清晰显示出来。(2)由于肿靶区勾画者对肿瘤浸润范围认识程度,对解剖的熟悉程度以及读片水平等主观差异导致肿瘤勾画上的误差。(3)由于图像融合导致误差[12]。位于幕下区肿瘤因行CT定位时颅底骨性结构影响肿瘤显示和GTV勾画误差较大有关[13]。(4)部分容积效应有关[14]。

有研究结果提示高剂量与生存期呈正相关[15]。精确肿瘤靶区的勾画是放射治疗的一个最重要的环节。笔者将CT及CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时发现:CT图像来源肿瘤靶区的剂量会较低,部分肿瘤组织遗漏,从而导致肿瘤复发。而用CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时,肿瘤靶区的覆盖剂量较好,能满足治疗剂量的需要。

因CT/MRI融合图像来源的靶区较CT来源靶区大,脑干、眼睛、视交叉、视神经等周围重要器官组织的受照剂量相对较高。本研究正常组织放射性损伤在可接受范围内。

综上所述,CT与MRI的图像融合技术有助于提高非小细胞肺癌脑转移瘤靶区勾画的精确性,可以最大限度减少肿瘤靶区的遗漏,在三维适形放射治疗计划上的肿瘤靶区剂量分布足够,融合图像能提高靶区勾画的准确性,更利于精确放疗的实施。

摘要:目的:比较CT图像和CT/MRI融合图像来源的肺癌脑转移肿瘤靶区,评价CT/MRI融合靶区容积应用于三维适形放射治疗时,对治疗剂量的影响。方法:将20例非小细胞肺癌脑转移患者的增强CT和MRI扫描的图像传送至图像处理工作站,在CT和CT/MRI融合图像上分别勾画GTV和周围重要的器官。每个病例分别在CT图像和CT/MRI融合图像都做1个三维适形放射治疗计划。肿瘤的处方剂量为60&nbsp;Gy,比较2个治疗计划中肿瘤靶区的95%容积(D95)受照平均剂量、周围正常组织的5%容积(D5)受照平均剂量。结果:CT/MRI融合图像上的肿瘤靶区平均比CT上的肿瘤靶区大21.32%。用CT上勾画的靶区有一部分肿瘤处于低剂量区,CT/MRI融合图像上的靶区D95剂量分布较好,但在周围重要器官的剂量分布较高。结论:CT/MRI融合图像有助于靶区的确定,在三维适形放射治疗计划上的肿瘤靶区剂量分布足够,能提高靶区勾画的准确性,更利于精确放疗的实施。

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