四维ct中mip融合图像的肺癌内靶体积确定

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1、四维CT中MIP融合图像的肺癌内靶体积确定作者：何瀚，包勇，张黎，黄晓延，黄劭敏，王卫华，刘源，陈利，樊卫，陈明，刘孟忠，崔念基,邓小武【摘要】　　［目的］验证在最大密度投影（MIP）软件自动生成融合图像上勾画大体肿瘤体积（GTV）的可靠性。［方法］20例经病理确证为肺癌的患者，根据病灶邻近组织特点，分为A组（病灶周围环绕正常低密度肺泡组织）和B组（病灶周围与等密度或高密度组织紧邻）。同一个医师分别在四维CT（4D-CT）的10个时相、3个时相、2个时相、MIP融合图像上勾画GTV（GTV10、GTV3、GTV2、GTVMIP）

2、。观察GTV体积变化和中心位移情况，比较四种方法之间的差异。［结果］A组GTV10与GTV3、GTV2和GTVMIP的比值分别为1.07±0.03、1.10±0.03和1.08±0.07；四者中心点在X、Y、Z轴上的差异小于1mm且无统计学意义（P＞0.05）。B组GTV10与GTV3、GTV2、GTVMIP的比值分别为1.10±0.07、1.16±0.09、1.27±0.26；四者中心点在X、Y、Z轴上的差异小于1mm且无统计学意义（P＞0.05）。［结论］对于周围环绕正常肺泡组织的肺内病灶，在四维CT中MIP图像上勾画GTV

3、是可靠的，但病灶紧邻等密度或高密度组织时不够精确，建议代之以3个时相的融合图像，个别特殊情况代之以10个时相的融合图像。【关键词】肺肿瘤　呼吸运动　放射疗法　最大密度投影　　InternalTargetVolumesDeterminedumIntensityProjection(MIP)FusedImagesofFour-DimensionalCT(4D-CT)inLungCancer患者器官生理运动导致的靶区移动是影响精确放疗的重要因素。造成靶区移动的原因有呼吸运动、心脏和大血管搏动、食管等消化系统器官的蠕动、以及放疗程中肿瘤

4、退缩和形变等，其中以呼吸运动最为显著[1]。ICRU62号报告据此提出内靶体积（internaltargetvolume，ITV）概念，定义为正常器官生理运动而导致的CTV在三维空间上的变异。目前，胸部放射治疗所用影像是螺旋CT在病人自由呼吸状态下扫描所得，呼吸运动的个体差异很大，同一病人不同肺叶运动类型不同，同一肺叶不同病人运动类型也不同[2,3]。最重要的是这种CT影像只采集了呼吸周期中某一时刻的信息，不能准确代表患者接受治疗时相关器官在呼吸周期中的状态。解决这一问题的方式通常是在临床靶区体积（clinicaltargetv

5、olume，CTV）外根据经验数据扩大一定的边界，这样可能造成部分靶区漏照或过多正常组织受照[4]，资料显示大约10％～15％的靶区处于低剂量区[5]。肿瘤运动的变化性及不可预测性要求个体化确定ITV[6~9]，这是进行精确放疗的基本前提之一。近年出现的四维-CT（4-dimensionalputedtomography，4D-CT）扫描技术具有CT三维重建等优点外还将时间因素融合在内，不仅考虑到个体化ITV的存在，并可以在呼吸周期各个时相提供三维CT影像[10,11]。4D-CT在每个扫描位置的扫描时间大于一个呼吸周期，在扫描

6、的同时，患者同步呼吸信号记录由RPM（real-timepositionmanagement，RPM）系统完成。RPM系统通过放置于CT床尾的CCD摄像头红外线装置探测放置在患者上腹部塑料盒上的荧光标记点，两个荧光标记点形成运动轨迹，运动轨迹被转换为呼吸运动信息，用以表示呼吸周期长度及呼吸运动幅度，并能在电脑上同步显示。这种全新的方法能够记录到患者的呼吸运动并将时间信息整合到扫描得到的CT资料中。依据RPM系统记录的呼吸信号，应用软件系统将CT资料回顾性分类。以10%为时相间隔将每个呼吸周期图像分为10个呼吸时相，从0、10%、

7、20%，一直到90%结束。在这10个时相中分别进行大体肿瘤体积（grosstumorvolume，GTV）的勾画，之后进行融合就会得到ITV。但是，每一个扫描位置上都会得到至少一个呼吸周期1个时相的CT图像，整个扫描完成后将会有超过1000幅图像，在每一呼吸时相的图像上勾画靶区及正常器官将是一个沉重负担。简化这一过程的方法有以下几种：①以平静呼气末和吸气末以及中间状态的20%时相这3个时相融合图像代表整个呼吸周期；②以平静呼气末和吸气末的2个时相融合图像代表整个呼吸周期；③最大密度投影（maximumintensityproje

8、ctions,MIP）图像融合技术自动生成全部10个时相的融合图像。MIP是呼吸周期中所有时相的每个象素的最大值，表示肿瘤在各呼吸时相中所有出现位置的一套图像，代表了呼吸周期中肿瘤出现的最大范围，加以勾画即可得到ITV。但以上简化方法是否与实际情况吻合，4D-C