食管癌锥形束CT配准标志和配准方法探讨

目的 探讨食管癌图像引导放疗(IGRT)时锥形束CT扫描后的6个自由度(6DF)的配准标志和配准方法 .方法 选择IGRT前扫描的30组食管癌的锥形束CT图像和相应计划CT图像,并确定和勾画用于6DF图像配准的配准标志.以手动配准为基准,对比骨配准、灰度配准、手动配准和骨配准+手动配准的优劣.结果 IGRT治疗前运用勾画出的食管癌靶区旁骨性标志和椎管标志可进行快速而准确的6DF配准.骨配准+手动配准与手动配准在v旋转方向上不同-0.55°、-0.88°(t=2.55,P=0.020);骨配准与手动配准在x轴平移及v旋转方向上均不同,分别为0.12、-2.33mm及(t=5.75,P=0.000)-0.35°、-0.88°(t=3.00,P=0.007);灰度配准与手动配准在x轴平移及w旋转方向上均也不同,分别为7.20、-2.33mm(t=3.10,P=0.006)及-0.10°、-0.59°(t=2.81,P=0.011).骨配准+手动配准符合率最高(85.55%),骨配准和灰度配准相似(74.45%和74.45%).配准时间为手动配准(6.00～10.00 min)>骨配准+手动配准(1.00～5.00 min)>灰度配准(0.75～1.50 min)>骨配准(0.50～0.83 min).结论 食管癌患者在IGRT治疗前的配准需要配准标志,结合配准时间和配准准确性,骨配准+手动配准方法 最佳.     

腹部肿瘤锥形束计算机断层扫描图像引导放射治疗最优图像配准方法的选择与评价

目的探讨腹部肿瘤锥形束计算机断层扫描(CT)图像引导放射治疗的最优图像配准方法。方法选取收治的腹部肿瘤患者18例,在线引导下均行千伏特锥形束CT(KVCBCT)体位校正,收集校正图像,分别采用基于灰度自动配准、骨性结构自动配准、人工图像配准及自动+手动配准方法对计划CT图像及KVCBCT图像配准,选择与评价最优配准方法。结果与其他配准方法比较,自动+手动配准方法图像配准评分较高,配准较准确,差异有统计学意义(P<0.05)。结论腹部肿瘤在线引导下以自动+手动配准方法配准度较高,且重复性较强,临床值得普及。     

四种不同配准方式对食管癌IGRT摆位误差的影响

目的:研究四种不同配准方法对食管癌图像引导放射治疗（IGRT）摆位误差的影响。方法:应用瑞典医科达Synergy直线加速器治疗食管癌患者100例,每位患者治疗前用锥形束CT（CBCT）扫描。将获得的CBCT图像与计划CT图像配准,分析左右（X）、头脚(Y)、上下(Z)方向上的平移误差,比较自动灰度配准、自动灰度+手动配准、自动骨性配准、自动骨性+手动配准四种配准间的差异。结果:100例食管癌患者共进行400次配准。自动灰度配准、自动灰度+手动配准、自动骨性配准、自动骨性+手动配准在左右(X)方向的平移误差分别为（2.70±2.20）mm、（3.04±2.36）mm、（2.76±2.24）mm、（3.04±2.45）mm,在头脚（Y）方向的平移误差分别为（2.82±2.15）mm、(2.95±2.31) mm、（2.74±1.78）mm、（2.66±1.82）mm,在上下（Z）方向的平移误差分别为（2.42±1.91）mm、（2.49±2.02）mm、（3.07±2.16）mm、（2.67±2.02）mm。其中自动灰度与自动灰度+手动配准在X、Z方向差异有统计学意义(P<0.05),自动骨性与自动骨性+手动配准在X方向差异有统计学意义（P<0.05),自动灰度与自动骨性、自动灰度+手动配准与自动骨性+手动配准在X、Y、Z方向上均差异无统计学意义(P>0.05)。结论:对于食管癌肿瘤的图像配准,加上手动配准是有必要的,骨性配准+手动配准精度和稳定性效果更好。     

图像引导放疗锥束CT与计划CT不同配准方法精度研究

目的 验证CBCT图像引导系统骨性和灰度配准算法的精度和适用范围,为临床提供参考依据。方法 使用仿真人头颈和胸腹体模,模拟三维方向摆位偏移并在完成每次摆位时获取CBCT图像。用IGRT系统的骨性和灰度配准方法分别配准计划CT图像与各次摆位CBCT图像,得到体模在x、y、z方向偏移量。分析两种配准方法的精度和重复性,并行配对t检验。结果 头颈体模骨性和灰度配准在x、y、z轴向的误差分别为(－0.65±0.22) mm和(－0.70±0.17) mm (P=0.00)、(1.02±0.27) mm和(0.90±0.20) mm (P=0.00)、(1.46±0.53) mm和(1.47±0.47) mm (P=0.54);胸腹体模的分别为(0.82±0.33) mm和(0.79±0.18) mm (P=0.03)、(2.45±1.17) mm和(1.61±0.84) mm (P=0.00)、(1.44±3.25) mm和(0.19±1.11) mm (P=0.00)。结论 灰度配准精度和稳定性高于骨性配准,头颈部配准精度稍优于胸腹部,临床使用时应分别进行测试并根据治疗精度要求选择合适方法并修正误差。     

肺癌锥形束CT图像引导放疗最优图像配准方法的筛选与评价

目的 筛选、评价适合应用于千伏特锥形束CT(KVCBCT)在线引导肺癌放疗的图像配准方法.方法 选择16例行根治性放疗的非小细胞肺癌患者进入研究,每例患者每周行KVCBCT在线引导体位校正1次,共96幅KVCBCT图像用于研究.分别采用基于灰度的自动配准法、骨性结构的自动配准法、人工图像配准法和自动加手动图像配准法配准患者KVCBCT图像与计划没计CT图像.配准由1名医生完成,配准结果由另外1名医牛在对所用配准方法设盲的情况下进行评价与筛选,并对筛选出的最优图像配准方法的可重复性进行评价.结果 基于灰度的自动配准法、骨性结构的自动配准法、人工图像配准法和自动加手动图像配准法的平均得分分别为2.7、2.4、3.0和3.7分,4个组评分差异有统计学意义(F=42.20,P<0.001).采用自动加手动图像配准法左右(LR)、头脚(SI)和前后(AP)方向上,同一医牛2次配准结果差值>3 mm所占比例分别为0、3%和6%,不同医生的分别为0、14%和0,医生与技术员的分别为8%、14%和8%.结论 自动加手动图像配准法以其配准结果好、所需时间较短、临床应用可重复性强等特点适合应用于肺癌KVCBCT在线引导放疗.     

兆伏级放疗射野图像与模拟图像自动配准算法研究

目的 利用计算机图像处理与互信息比较技术,探索一种精确快速的兆伏(MV)级放疗射野图像与模拟图像自动配准算法和摆位误差分析算法,为开发自动图像引导放疗软件提供基础.方法 采用放疗患者MV级射野图像验证片,以改进滤波算法去噪、以基于偏导数阈值的灰度变换增强图像后,进行突出骨性结构同时抑制软组织和空腔的图像预处理.采用结合小波多分辨率分析的粒子群和鲍威尔混合改进算法进行互信息的参数优化和变换,与计划设计的数字重建片或X线模拟机定位片配准.以仿真人模体模拟摆位误差方法对配准算法进行验证和评估.结果 改进的图像预处理算法能很好满足MV级射野图像的骨性结构增强要求.建立的互信息配准方法兼顾了配准的精度和速度,对头颈部射野图像的自动配准过程过程平均耗时31.4 s.20例仿真体模摆位的射野图像配准验证结果显示自动配准的水平、垂直和旋转误差相对于手工配准分别降低了62.74%、67.32%和66.61%.结论 建立了基于MV级放疗射野图像的自动精确配准和误差分析算法,其配准精度和速度可以满足临床需要.     

一种校正分次放疗间图像局部形变的新方法

目的:研究如何校正分次放疗间出现的图像局部形变问题.方法:使用基于弹性体模型的形变配准方法描述图像的局部形变.配准依据基于2个图像间对应点灰度值差的平方和,配准参数为图像点的位移.配准在2个图像实现刚体配准的基础上进行.结果:利用这一模型对2幅图像进行形变配准,验证方法的有效性.配准结果图及提取的形变区域边界点的位移矢量图表明,该方法较准确且迅速地监测并量化了2幅图像形变区域形状的变化,准确度(1-SSDn/SSD0)达到(92.5±0.4)%.结论:基于弹性体模型的形变配体为校正分次放疗间图像的局部形变提供了一种可行的方法.     

图像配准方法对肺癌放疗图像引导摆位精度的影响

目的 比较和评估使用CBCT图像引导摆位中不同图像配准方法对配准精度的影响,为选择合理的图像引导方法提供临床依据。方法 对15例肺癌患者计划CT和第1次放疗摆位CBCT图像分别以不同算法(骨性或灰度配准)和不同范围(靶区或患侧或体廓)进行图像配准,比较各组配准的治疗体位下PTV_CT对GTVCBCT的覆盖率、靶区和OAR相似性指数及GTV几何中心位置偏差。结果 相同配准范围骨性配准精度差于灰度配准,其中配准靶区组差别最明显。骨性和灰度配准方式配准靶区、患侧及体廓时,PTV_CT对GTVCBCT的覆盖率分别为(66±35)%和(97±8)%(P=0.005)、(98±5)%和(99±2)%(P=0.034)及(98±4)%、(98±4)%(P=0.478)。选择灰度配准方式和配准患侧时精度最佳,GTV的相似性指数为0.86±0.10,食管的为0.71±0.10,脊髓的为0.76±0.10,心脏的为0.89±0.05。GTV中心偏差为(0.25±0.16) cm。结论 肺癌放疗的CBCT引导摆位修正可满足临床要求,但较小配准范围会降低配准精度,建议采用配准患侧或配准体廓方式。     

体位一致性对鼻咽癌CT-MR图像自动配准精度的影响

目的 研究鼻咽癌CT扫描与MR扫描时体位一致性对二者图像自动配准的影响.方法 15例鼻咽癌患者在相同体位下行CT和MR定位扫描得到CT序列和MR-1序列,改变体位后再行1次MR扫描得到MR-2序列,采用互信息法将CT序列分别与MR-1序列和MR-2序列进行自动配准,使用标记点测量法评估配准误差.结果 相同体位下的CT-MR图像自动配准误差约为1.32mm,改变体位后自动配准误差最小为2.00 mm,最大可达3.83 mm.结论 保持体位一致性能提高CT-MR图像自动配准的精确度.     

基于KVCBCT形变配准的肺癌自适应计划与静态3DCRT计划的比较研究

目的 对肺肿瘤利用千伏级锥形束CT (KVCBCT)图像形变配准的自适应放疗和静态三维适形放疗计划进行比较并评估差异.方法 选5例肺肿瘤患者每3d行1次肺部CBCT扫描,每次扫描两组.把两组图像进行拼接获得10次CBCT拼接图像,将拼接图像和计划CT图像进行形变配准并获得10个新器官轮廓( CBCTf1～CBCTf10).将CBCTf1～CBCTf10移植至计划CT图像上得到CBCTp1～CBCTp10累积剂量计划,并与CT计划的左右及双肺、脊髓、计划靶体积(PTV)的分次剂量、累积剂量和剂量体积直方图进行比较,差异行Wilcoxson符号秩检验.结果 累积剂量计划的FTV最大、最小值,左右及双肺平均剂量,脊髓最大剂量,以及左右及双肺V5 、V10、V20V30、V50均＜CT计划(z=-2.02～-2.03,P均＜0.05);但PTV平均剂量、95％ PTV接受剂最相似(z=-1.48、-1.21,P=0.138、0.225).结论 利用形变配准实施自适应放疗可降低肺组织和脊髓受量,提高PTV剂量,为进一步探索自适应放疗提供了一种方法.     

SBRT对比手术治疗Ⅰ期可手术切除NSCLC系统评价

目的 系统评价SBRT对Ⅰ期可手术切除NSCLC患者的有效性和安全性。方法 计算机检索Cochrane图书馆、MEDLINE、EMbase、中国生物医学文献数据库、中国期刊全文数据库和万方数据库,收集SBRT与手术治疗Ⅰ期可手术切除NSCLC的临床试验,由2名评价员按照纳入与排除标准选择文献、评价质量和提取资料,对符合纳入标准的研究用 RevMan 5.3软件进行 Meta分析。结果 共纳入4个临床试验,410例患者。Meta分析结果显示SBRT与手术治疗3年OS率差异无统计学意义(RR=1.13,95%CI为0.66~1.94,P=0.66);两组LC率差异也无统计学意义(RR=0.71,95%CI为0.26~1.93,P=0.50);两组3—4级不良反应差异有统计学意义(RR=0.29,95%CI为0.16~0.53,P=0.000),SBRT组3—4级不良反应较手术组少。结论 SBRT已显示出其治疗Ⅰ期可手术切除NSCLC患者的手术等效性,但该系统评价存在一定局限性,尚需进一步大样本临床随机对照试验进行证明。     

不同标记点对肺癌图像引导放疗图像配准结果的影响

目的 分析不同标记点对千伏锥形束CT(KVCBCT)图像与计划设计参考图像配准的影响,为选择适合于肺癌图像引导放疗的标记点提供依据.方法 共20例(男18例,女2例)行立体定向放疗的非小细胞肺癌患者进入研究.每位患者每次治疗均行KVCBCT在线引导放疗技术分析.选择每例患者每次治疗时获得的第1幅KVCBCT图像用于研究,20例患者100幅KVCBCT图像进入分析.将胸椎、隆突和肿瘤作为标记点,采用自动加手动法配准KVCBCT图像与参考图像.分别对同一幅KVCBCT图像与参考图像进行配准,比较3个不同标记点图像配准结果差异.结果 胸椎,隆突和肿瘤标记点患者左右、头脚、前后方向上的摆位误差分别为(-0.08±0.32)、(-0.16±0.45)、(0.06±0.23)cm,(0.06±0.34)、(-0.13±0.45)、(-0.02±0.23)cm和(-0.17±0.25)、(0.03±0.47)、(0.15±0.38)cm,比较结果显示肿瘤与胸椎标记点配准结果均相似(q=1.85,P=0.195;q=2.54,P=0.075;q=1.89,P=0.185),隆突与胸椎标记点配准结果相似(q=2.76,P=0.054;q=0.31,P=0.826;q=1.55,P=0.276),隆突与肿瘤标记点配准结果大部不同(q=4.61,P=0.002;q=2.23,P=0.118;q=3.44,P=0.017).结论 对行立体定向放疗的非小细胞肺癌患者,选择肿瘤和胸椎进行图像配准无差别;由于受呼吸运动影响明显,不推荐选择隆突作为肺癌图像引导放疗图像配准的标记点.     

CT-MRI图像融合在脑胶质瘤术后精确放疗中的应用分析

目的 探讨CT-MRI图像融合在脑胶质瘤术后精确放疗靶区勾画中的应用价值。方法收集首诊为脑胶质瘤的36例患者行术后IMRT,采用标点法(L)+手动融合法(M)+互信息法(MI)进行图像融合,并分别根据CT图像及融合图像勾画靶区及OAR,成组t检验体积差异。计算CT及MRI图像上相应标记点的距离误差,并采用体积法及几何中心法计算其体积交叠度及中心位置距离。结果 采用L+M+MI法进行图像融合有着较高融合精度,融合误差均<2 mm。Ⅲ—Ⅳ级胶质瘤组GTV_CT比GTV_MRI减少,分别为(74.62±46.91)、(105.99±58.86) cm³(P=0.042);CTV_CT比CTV_MRI也减少,分别为(304.03±130.05)、(387.94±150.12) cm³(P=0.040)。融合前后视交叉中心位置变化最小(1.32±1.42) mm,CTV中心位置变化最大(7.99±11.06) mm,其次为GTV、脑干。结论 CT-MRI图像融合有助于减少靶区勾画的不确定性,特别是对有水肿区存在及术后病灶残存患者价值更大。     

SBRT联合化疗治疗老年非小细胞肺癌的临床疗效

目的 研究体部立体定向放射治疗(SBRT)联合化疗治疗老年非小细胞肺癌(NSCLC)的临床疗效.方法 选取接受治疗的老年NSCLC患者128例,按照治疗方法的不同分为联合组(n=64)与SBRT组(n=64),SBRT组行SBRT治疗,联合组行SBRT联合化疗治疗.观察两组治疗前后血小板(PLT)、纤维蛋白原(FIB)、D-二聚体(D-D)、CD3+CD4+、CD3+CD8+、CD4+/CD8+水平变化,以及临床疗效与治疗期间不良反应情况.结果 治疗后,两组PLT、FIB、D-D水平均较治疗前降低,联合组PLT、FIB、D-D水平均较SBRT组低,差异均有统计学意义(P﹤0.05).治疗后,两组CD3+CD8+水平较治疗前降低,CD3+CD4+、CD4+/CD8+水平较治疗前升高;联合组CD3+CD8+水平较SBRT组低,CD3+CD4+、CD4+/CD8+水平较SBRT组高,差异均有统计学意义(P﹤0.05).联合组ORR(78.13％)、DCR(92.19％)高于SBRT组ORR(56.25％)、DCR(75.00％),差异均有统计学意义(P﹤0.05).两组各不良反应发生率比较,差异均无统计学意义(P﹥0.05).结论 SBRT联合化疗可有效缓解机体血液高凝状态,解除机体免疫抑制,疗效显著,安全可靠,可临床推荐使用.     

化疗对非小细胞肺癌患者外周血中CD8+CD28-T细胞表达的影响

目的 观察非小细胞肺癌(NSCLC)患者外周血中CD8+ CD28-T细胞的表达水平,研究化疗对CD8+ CD28-T细胞表达的影响及意义.方法 采用流式细胞仪检测70例初治NSCLC患者外周血CD8+ CD28-T细胞表达水平,以60例健康体检者作为对照,分析CD8+ CD28-T细胞与肺癌生物学及临床特征间的关系.观察30例NSCLC患者在给予长春瑞滨联合顺铂(NP)、吉西他滨联合顺铂(GP)两方案前后CD8+ CD28-T细胞表达的变化情况.结果 NSCLC患者CD8+ CD28-T细胞的表达率为(59.003±15.329)％,明显高于健康对照组(41.036±15.435)％,差异有统计学意义(t=35.904,P=0.001).CD8+ CD28-T细胞的表达与性别(F=1.374,P=0.697)、病理类型(F=0.779,P=0.509)及临床分期(F=0.070,P=0.933)无关,与年龄(F=15.038,P=0.001)有关.NP组化疗前后的CD8+ CD28-T细胞的表达率分别为(58.793±12.510)％和(55.293±14.637)％,差异有统计学意义(t=2.017,P=0.044).GP组化疗前后的CD8+ CD28-T细胞的表达率分别为(60.700±16.401)％和(54.127±13.924)％,差异有统计学意义(t=3.007,P=0.009).结论 CD8+ CD28-T细胞在NSCLC患者外周血中高表达,化疗可下调CD8+ CD28-T细胞的表达,为探讨NSCLC化疗联合免疫治疗提供了新的参考.     

利用正交千伏级X线透视图像修正肝癌放疗摆位误差的可行性研究

目的 评价正交千伏级X线透视图像(OKVFI)对肝癌术后植入银环放疗患者修正摆位误差的可行性.方法 在带千伏级X线容积成像(XVI)系统加速器上每次对患者摆位后分别在planar View模式下获取多帧合成的平均化OKVFI和在volume View模式下获取锥形束CT(CBCT)图像.共得到10例患者OKVFI和CBCT图像各90套.将OKVFI与基于四维CT得到的数字重建射野影像配准得到的摆位数据以及CBCT图像与四维CT图像配准后得到的摆位数据进行比较.用Pearson法相关分析两种配准方法 相关性及一致性的可信区间(CI).结果 两种配准方法 在左右、前后、头脚方向上的相关系数分别为0.821、0.771、0.909,95%CI分别为-2.30～1.53、-2.06～3.01、-2.69～1.53,3mm内摆位误差占总摆位误差的百分比分别为97.78%、95.56%、96.67%.结论 OKVFI在确定肝癌患者摆位误差方面与CBCT图像有高度相关性和一致性,利用它修正肝癌患者摆位误差是可行的.

Abstract：

Objective The aim of this study is to evaluate the feasibility of using orthogonal kilo voltage fluoroscopic imaging(OKVFI)for setup correction in image guided radiotherapy of the liver.Methods After positioned the patients with liver cancer implanted with silver rings on the accelerator equipped with kilo voltage X-ray volume imaging(XVI),averaged OKVFI and cone beam CT(CBCT) volumetric images were acquired.A total of 90 datasets of averaged OKVFI and 90 datasets of volumetric images for 10 patients were obtained.The couch shifts obtained by the matching between OKVFI and digitally reconstructed radiograph were compared tu those achieved by the registration between CBCT and 4D reference average CT.On the comparison of the two different matching metheds.the Pearson coefficient was used to analyzed the correlation and Bland-Altman analysis to discern the consistence.Results The Pearson coefficient of correlation for the patient position shifts were R2=0.821.0.771 and 0.909 in the left-right (LR),anterior-posterior(AP)and superior-inferior(SI)directions respectively.95% CI were-2.30 -1.53(LR),-2.06-3.01(AP)and-2.69-1.53(SI)respectively.Within a±3 mm tolerance were 97.78%.95.56%and 96.67%respectively.Conclusions OKVFI has hish correlation and consistence with CBCT image on the setup correction.It is feasible to implement position correction with OKVFI in clinic practice.     

PD-1抑制剂派姆单抗对晚期非小细胞肺癌T淋巴细胞亚群及NK细胞的影响

目的 观察晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者使用PD-1抑制剂治疗前后T淋巴细胞亚群及自然杀伤(NK)细胞的变化及临床疗效.方法 收集广州现代医院2015年1月至2016年1月的晚期NSCLC患者23例,经化疗或靶向药物治疗失败后给予6周期的PD-1抑制剂治疗.采集患者治疗前后外周静脉血检测CD3+、CD4+、CD8+及NK细胞占外周血淋巴细胞的百分比.治疗后第2、4、6周期行胸部CT评价疗效.结果 与治疗前相比,治疗后CD3+百分比(69.56％ ±7.81％∶63.91％ ±6.43％,t=2.679,P=0.005)、CD4+百分比(39.01％ ±4.98％∶36.09％ ±4.77％;t=2.031,P=0.024)和CD4+/CD8+(1.82±0.48∶1.49±0.32;t =2.743,P=0.004)均有所升高,差异有统计学意义.与治疗前相比,治疗后CD8+百分比(24.08％ ±5.13％∶26.04％ ±6.44％;t=1.142,P=0.130)和NK细胞百分比(22.68％ ±9.56％∶21.45％ ±10.01％;t =0.426,P=0.337)变化不大,差异无统计学意义.完成PD-1抑制剂6个治疗周期时,NSCLC患者完全缓解3例、部分缓解10例、病情稳定8例、疾病进展2例.10例患者出现轻度困倦、口干、咳嗽、瘙痒、皮疹等不良反应,均可以耐受.结论 PD-1抑制剂可提高患者的细胞免疫功能,取得更为理想的近期疗效,且不良反应可接受,或许可为NSCLC患者的治疗带来新的希望.