鼻咽癌放疗中磁共振引导下对听觉功能链保护的临床研究

发布时间：2017-07-29 20:30

  本文关键词：鼻咽癌放疗中磁共振引导下对听觉功能链保护的临床研究

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【摘要】：鼻咽癌是目前我国发病率最高的头颈部恶性肿瘤,放射治疗是其首选治疗方式。不同患者的肿瘤大小和侵犯部位各不相同,但通常中耳和内耳等听觉系统器官(鼓室腔、骨性段咽鼓管、耳蜗、前庭和内听道)都位于肿瘤靶区周边或与之相交。在鼻咽癌的调强放疗中,患者在接受靶区的放射剂量照射治疗时,听觉系统各器官均面临高剂量风险,将对患者放疗后的听力损伤造成不可逆的后果。现代放疗技术条件下,鼻咽癌疗后5年生存率已高达80-90%,如何改变疗后患者因听觉功能损伤而脱离社会的现状、提高患者的生活质量是目前研究的热点。本研究讨论在引入患者的MRI图像与用于调强计划设计的定位CT图像进行融合后,如何精确勾画并在调强计划中针对患者的听觉功能链进行保护。本研究共选取17例各分期的鼻咽癌患者,扫描获得MRI的T1WI和T2WI图像与定位CT图像融合,分别计算仅根据CT图像所勾画的肿瘤靶区和各听觉器官的体积和参考CT-MRI融合后的图像所勾画的体积,对比其体积数据和勾画效果,统计分析得知根据融合后图像勾画的肿瘤靶区体积通常小于仅根据CT图像所勾画的体积,且在融合图像上勾画的靶区相对更加精确。且中耳器官(鼓室腔和骨性段咽鼓管)在CT骨窗图像上勾画较好,而内耳器官(耳蜗、前庭和内听道)于MRI的T2WI图像上勾画更佳。在调强计划优化时,探讨在不降低靶区剂量数值的前提下,对全部患者分别采用限制各听觉器官平均剂量并提高优化权重排序的优化方案,与不限制听觉器官剂量的方案所获得的剂量数据对比分析。研究结果表明,限制平均剂量并提高优化权重排序,能够在不损失靶区剂量的同时,有效降低各听觉器官的平均剂量。新增MRI的扩散张量成像DTI序列的扫描,使用iPlan计划系统的Fiber Tracking功能,针对MRI图像中的位听神经(蜗神经和前庭神经)纤维束进行追踪,并将其映射至CT图像中。在调强计划设计时,对其进行剂量限制。实验结果对比显示可在不影响靶区剂量的同时,降低位听神经纤维束的平均剂量数值。在鼻咽癌的调强放疗计划设计时,引入MRI的各序列图像与CT图像融合,发挥各自图像的优势,精确勾画肿瘤靶区和各听觉器官,并在不影响靶区剂量的前提下,降低各听觉器官的平均剂量,同时对于应用DTI图像追踪获得的位听神经纤维束进行剂量保护,探讨对于完整听觉功能链路的剂量保护,将患者的放射听力损伤发生率降至最低,以改善鼻咽癌患者放疗后的生活质量。
【关键词】：鼻咽癌 图像融合 听觉器官 位听神经 剂量限制
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R739.63
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 引言10-15
• 1.1 研究背景、目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 鼻咽癌放疗中听觉功能保护的研究进展11-12
• 1.2.2 CT与MRI图像融合在鼻咽癌放疗中的应用12-13
• 1.2.3 扩散张量成像（ DTI）的应用13-14
• 1.3 论文的主要研究内容14-15
• 第二章 CT与MRI图像融合前后的勾画与体积对比15-32
• 2.1 图像融合技术15-17
• 2.2 CT与MRI图像融合前后关于靶区和各听觉器官勾画的对比17-20
• 2.2.1 肿瘤靶区勾画的对比17-18
• 2.2.2 各听觉器官勾画的对比18-20
• 2.3 研究材料与方法20-24
• 2.3.1 研究对象20
• 2.3.2 CT图像扫描方法20
• 2.3.3 MRI图像扫描方法20-21
• 2.3.4 图像融合方法21
• 2.3.5 靶区及听觉器官的勾画21-23
• 2.3.6 数据获取23
• 2.3.7 统计学方法23-24
• 2.4 研究结果24-29
• 2.4.1 CT-MRI融合对靶区GTV体积数据的影响24-25
• 2.4.2 CT-MRI融合对各听觉器官体积数据的影响25-29
• 2.5 结论与分析29-31
• 2.5.1 CT-MRI融合对靶区GTV体积数据的影响分析29
• 2.5.2 CT-MRI融合对各听觉器官体积数据的影响分析29-31
• 2.6 讨论31-32
• 第三章 图像融合后对于听觉器官的保护32-45
• 3.1 剂量限制与提高优化权重32-35
• 3.2 研究材料与方法35-37
• 3.2.1 研究对象和临床资料35
• 3.2.2 治疗和计划设计环境35-36
• 3.2.3 治疗计划优化设置36
• 3.2.4 治疗计划评估36
• 3.2.5 统计学方法36-37
• 3.3 研究结果37-41
• 3.3.1 两组方案的剂量数据结果37-40
• 3.3.2 两组方案数据对比40-41
• 3.4 结论与分析41-43
• 3.5 讨论43-45
• 第四章 DTI功能影像引导下对位听神经的保护45-63
• 4.1 扩散张量成像（ DTI）成像原理45-46
• 4.1.1 扩散运动45-46
• 4.1.2 扩散张量参数指标46
• 4.2 神经纤维束追踪原理46-48
• 4.3 位听神经传导路径48-50
• 4.3.1 蜗神经传导路径48-50
• 4.3.2 前庭神经传导路径50
• 4.4 研究材料与方法50-53
• 4.4.1 研究对象和影像获取50-51
• 4.4.2 图像融合51
• 4.4.3 位听神经纤维束追踪51-53
• 4.4.4 针对位听神经的优化设置53
• 4.4.5 统计学方法53
• 4.5 研究结果53-59
• 4.5.1 图像融合结果53-55
• 4.5.2 位听神经纤维束追踪结果55-56
• 4.5.3 双侧位听神经体积统计56-57
• 4.5.4 两组方案的优化结果57-59
• 4.6 结论与分析59-60
• 4.7 讨论60-63
• 4.7.1 DTI图像的扫描参数60-61
• 4.7.2 位听神经纤维束的追踪61-62
• 4.7.3 位听神经纤维束的剂量保护62-63
• 第5章 总结与展望63-67
• 5.1 研究工作总结63-65
• 5.1.1 图像融合并准确勾画63-64
• 5.1.2 保护听觉器官64
• 5.1.3 保护位听神经64-65
• 5.2 未来工作展望65-67
• 5.2.1 研究的不足之处65-66
• 5.2.2 未来工作展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果73

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本文编号：590995