肺癌并肺不张患者放疗中MRI-CT图像融合配准方式和剂量的研究

发布时间：2020-06-05 04:18

【摘要】：目的:分析肺癌合并肺不张患者的放疗计划,分别以肺动脉、骨骼为配准标识进行MRI-CT图像融合,并比较两种融合方式的优劣。同时分别在融合后的MRI图像和CT增强定位图像上进行靶区勾画、调强放射治疗计划设计,比较两种勾画方式对靶区体积,剂量分布,正常组织受量的影响。方法:对55例肺癌合并肺不张患者行MRI增强扫描、CT定位,将CT、MRI图像在治疗计划系统中分别以肺动脉、骨骼为配准标识进行图像融合,手工移位至病变几何中心,根据位移数据(按骨骼配准的人体的左右、头脚、前后方向分别为X骨、Y骨、Z骨;按肺动脉配准的则为X肺、Y肺、Z肺)差值比较两种方法的优劣。其中38例患者增强CT定位图像上可分辨肿瘤边界,分别在CT图像和融合后的MRI图像上进行靶区勾画,包括大体肿瘤体积(gross target volume,GTV),计划靶体积(planning target volume,PTV),按照增强 CT 图像勾画的GTV、PTV分别命名为GTVct,PTVct;融合图像的GTV,PTV命名为GTVfu,PTVfu。针对PTV进行调强放疗计划设计。两种方式勾画靶区之后均以CT图像为基础实现治疗计划剂量的计算,采用相同的射野数目和射野角度进行计划设计。治疗计划系统自动计算靶区体积,比较2个治疗计划(融合靶区的计划为PlanFU,CT靶区的计划为PlanCT)的靶区体积,GTV/双肺体积(LV)的比值,剂量体积直方图(DVH)。采用配对t检验比较靶区体积、靶区剂量分布和危及器官受量(organat risk,OAR)之间的差异。结果:1.在X、Y、Z三个方向上的位移均值,以骨骼为基准的为-1.546 cm、3.384 cm、1.727 cm;以肺动脉为基准的为-1.263 cm、3.129 cm、1.552 cm。其差值 X骨-X肺、Y骨-Y肺、Z骨-Z肺分别为0.283 cm、0.255 cm、0.175 cm。差异具有显著性 p 为 0.000、0.002、0.008。2.GTVfu、GTVct 均值分别为 93.572 cm3、120.027 Cm3,PTVfu、PTVct 均值分别为490.985 cm3、587.811 cm3;融合图像后勾画的大体肿瘤体积、计划靶体积均低于CT图像勾画的GTV、PTV(P值均为0.000)。3.两组计划的正常组织所受辐射均在正常限量中。PlanFU中,双肺的V5、V10、Dmean、心脏 V30 的均值为分别为 47.377%、37.227%、1239.847cGy、20.612%;在 PlanCT 中,双肺 V5、V10、Dmean、心脏 V30 的均值分别为 49.623%、38.740%、1289.529 cGy、23.145%。PlanFU 优于 PlanCT,具有显著差异(p0.05)。双肺V20的均值在两个治疗计划中分别为PlanFU的20.392%,PlanCT的20.293%,无显著性差异(p=0.909)。4.GTVfu/LV、GTVct/LV的均值分别为0.032、0.041,具有显著差异(p=0.000)。结论:1.以肺动脉为配准标识进行MRI-CT图像融合比以骨骼为配准标识进行图像融合的几何中心偏移误差小,融合图像更宜用于放疗计划进行。2.GTVfu体积明显小于GTVct体积,且位置大部分位于GTVct之内,再次印证以肺动脉为配准标识进行MRI-CT图像融合的质量更高。3.根据融合图像形成的治疗计划,正常器官包括双侧肺,心脏得到更好的保护,较直接在定位CT上勾画靶区形成的计划更适合应用于肺癌合并肺不张患者的调强放射治疗。双肺V20的均值在两个治疗计划中无显著差异,可能由于治疗剂量的限制,在两个计划中都很严格的原因。4.PlanFU较PlanCT,GTV/LV比值明显降低,进一步减少了 2级以上放射性肺炎的发生。
【图文】：

头颈,下缘,二甲双胍,高压注射器

连接高压注射器，以２．０－２．５ｍｌ／ｓ的速度静脉注射对比增强剂（１．０邋ｍｌ／ｋｇ，３２０逡逑ｍｇ／１００ｍｌ碘）后３０邋ｓ进行ＣＴ图像扫描，层厚为２．５邋ｍｍ。扫描范围从下颂骨逡逑下缘至肝脏下缘。使用造影剂前排除过敏及二甲双胍使用等情况。（图１，图２）逡逑图１：胸腹膜体位固定行ＣＴ模拟逡逑ｄ逡逑＾邋－：，，１逡逑图２：头颈肩膜体位固定行ＣＴ模拟逡逑８逡逑

下缘,二甲双胍,高压注射器,图像扫描

连接高压注射器，以２．０－２．５ｍｌ／ｓ的速度静脉注射对比增强剂（１．０邋ｍｌ／ｋｇ，，３２０逡逑ｍｇ／１００ｍｌ碘）后３０邋ｓ进行ＣＴ图像扫描，层厚为２．５邋ｍｍ。扫描范围从下颂骨逡逑下缘至肝脏下缘。使用造影剂前排除过敏及二甲双胍使用等情况。（图１，图２）逡逑图１：胸腹膜体位固定行ＣＴ模拟逡逑ｄ逡逑＾邋－：，，１逡逑图２：头颈肩膜体位固定行ＣＴ模拟逡逑８逡逑
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R734.2;R563.4;TP391.41

【参考文献】