自制定位装置对喉癌CT-MRI图像放疗靶区勾画影响

目的 使用自制定位装置对喉癌患者进行CT-MRI图像融合的探索,分析图像融合的精度和融合后靶区勾画的变化。方法 选择10例喉癌患者使用自制定位装置固定体位进行CT、MRI图像采集,应用互信息+手动融合法将图像融合,通过测量两幅图像内、外标记点位置偏差和GTV交叠度(P_CT-MRI)来评价图像融合精度。依据CT、MRI、CT-MRI图像勾画GTV的V_CT、V_MRI、V_CT-MRI,计算V_CT和V_MRI重叠部分的体积V_CT-MRI,单因素方差分析差异性。结果 3个外标记点x、y、z轴向上平均位置偏差分别为(0.996±0.222)、(1.146±0.291)、(1.368±0.298) mm (P=0.000);内部解剖标志点平均位置偏差分别为(0.476±0.151)、(0.561±0.083)、(0.724±0.125) mm (P=0.000);V_CT、V_MRI、V_CT-MRI分别为(26.355±7.876)、(33.556±7.407) cm³、(19.875±8.588) cm³(P=0.000);P_CT-MRI为(73.7±9.8)%。结论 应用自制定位装置可提高CT、MRI图像采集时的体位一致性;CT-MRI图像可提供更多的信息增加靶区定义精确性。     

CT-MRI融合技术在头颈部肿瘤GTV勾画中应用的研究

目的比较CT、MRI和CT-MRI融合技术在头颈肿瘤靶区勾画中的差异,探讨CT-MRI融合技术在头颈肿瘤靶区勾画中的优势。方法 35位头颈部肿瘤患者,通过CT、MRI扫描,利用图像融合软件得到每位患者的两幅图像;同一医生对同一患者在同一时间段内依据CT、MRI和融合图像勾画出靶区,比较原发病灶的肿瘤靶区的体积(Gross tumor volume,GTV)。结果 GTV_CT、GTV_MRI、GTV_CT-MRI的平均值分别为(21.22±1.56)cm³、(23.64±1.30)cm³、(29.08±2.09)cm³,GTV_CT与GTV_MRI比较(t=7.05,P＜0.01),GTV_CT-MRI与GTV_CT比较(t=-17.82,P＜0.01);GTV_CT-MRI与GTV_MRI比较(t=13.08,P＜0.01)。结论 CT-MRI融合图像的头颈部肿瘤勾画靶区比单独MRI或CT图像的头颈部肿瘤勾画靶区更广,CT-MRI融合图像技术可提高靶区勾画的准确性,更利于指导精确放疗的实施。     

自主屏气技术对肝癌放疗靶区几何学影响

目的 探讨平静EI和EE时相融合图像确定肝癌个体化靶区几何学差异和可行性及临床意义。方法 2012—2013年本院18例肝癌患者分别在相同体位和扫描范围下行自由呼吸(FB)、平静EI、EE状态的增强3DCT扫描。分别在上述图像上勾画GTV、CTV及OAR。在FB图像上勾画GTV_FB,各向外扩10 mm形成CTV_FB,CTV_FB头脚外扩20 mm、左右前后外扩10 mm形成PTV_FB。分别在平静EI、EE图像上勾画GTV_EI、GTV_EE,并以平静EE为基准进行图像配准融合形成GTV_EI+EI,各向外扩10 mm形成CTV_EI+EE,头脚方向外扩10 mm、左右前后外扩5 mm形成PTV_EI+EE。利用Pinnacle 3 v8.0mTPS为每例患者设计两套3DCRT计划,比较两套计划中CTV_FB和CTV_EI+EE、PTV_FB和PTV_EI+EE的大小、包含度(DI)及匹配指数(MI)和中心位移。结果 18例患者CTV_FB、CTV_EI+EE平均体积分别为(149.00±87.54)、(188.17±125.72) cm³(P=0.014);PTV_FB、PTV_EI+EE的平均体积分别为(276.68±146.41)、(253.66±117.35) cm³(P=0.080);CTV_FB被CTV_E+EI的DI为(99.83±0.09)%,PTV_FB被PTV_E+EI的DI为(84.55±8.45)%;反之,CTV_E+EI被CTV_FB的DI为(80.83±12.31)%,PTV_E+EI被PTV_FB的DI为(99.78±0.08)%。CTV_E+EI与CTV_FB、PTV_E+EI与PTV_FB的MI分别为0.83±0.07、0.87±0.03。相对于CTV_FB中心点坐标,CTV_EI+EE在x、y、z轴位移分别为(0.55±1.07)、(0.76±3.02)、(-0.26±1.98) cm (P=0.432、0.971、0.587)。结论 利用3DCT平静EI、EE图像进行肝癌靶区勾画和融合有可能避免呼吸运动造成靶区漏照,从而为提高靶区剂量及肝癌放疗疗效提供可能。     

探讨利用MR钆造影剂清除差异进行脑肿瘤亚靶区勾画的可行性

目的 研究MR钆造影剂清除差异指导脑肿瘤亚靶区勾画的可行性。方法 获取26例脑肿瘤患者T₂加权图像及造影剂注射5、60min后的T₁加权增强图像,处理两次T₁加权增强图像得到含有造影剂清除差异及有无肿瘤活性信息的延迟造影剂外渗的图像。根据T₂加权图像有无液化坏死分为有液化坏死的A组(14例)和无液化坏死的B组(12例),在早期T₁加权增强图像、T₁-T₂WI融合图像、T1WI-DCEM融合图像上勾画大体肿瘤靶区(GTV)、液化坏死区(GTV_坏死)、无液化坏死区(GTV_无坏死)、有肿瘤活性区域(GTV_有活性)和无肿瘤活性区(GTV_无活性),配对t检验比较各亚靶区体积差异。结果 A组GTV_无坏死和GTV_坏死分别为(13.65±18.15) cm³和(6.30±7.57) cm³。GTV_有活性为(10.40±13.52) cm³,GTV_无活性为(9.55±14.57) cm³。A组中GTV_无坏死比GTV_有活性平均增加了16.3%(P<0.05),GTV_无活性比GTV_坏死平均增加了16.3%(P<0.05)。B组中GTV_无活性比GTV_B组平均减少了68.8%(P<0.05)。结论 根据MR钆造影剂清除差异勾画的脑肿瘤亚靶区较传统单纯基于T₂所示坏死区域更有意义,延迟造影剂外渗的图像为脑肿瘤亚靶区的生物学精准勾画提供了依据。     

四维超声对前列腺运动靶体积分辨能力的研究

目的 探究四维(4D)超声对运动靶体积分辨能力。方法 选用前列腺超声模型,分组对比研究应用4D超声在不同运动振幅(A)及运动周期(T)下勾画前列腺靶区,模拟A值分别设置为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm,t值设为1、2、3、4s。分别计算模体前列腺靶体积,并以靶区静止时超声图像作为对照,分析两者间差异。结果 模体静止时超声靶体积与CT靶体积大小有较高一致性(P>0.05)。A值为0.5、1.0 mm,t值为1~4s时的体积与静止时超声靶体积相近(均P>0.05);A值为2.0、3.0 mm,t值为1~3s时靶体积与静止时超声靶体积不同(均P<0.05)。A值为2.0 mm,t值为4s时靶体积与静止时超声靶体积相近(P=0.710),组内极差为6.7cm³,标准差为1.15cm³;A值为3.0 mm,t值为4.0s时靶体积重复性差,组内极差为14.4cm³;A值为4.0、5.0 mm,t值为1~4s时组内极差分别为3.27~17.63cm³、6.51~21.02cm³。各周期下靶体积重复性很差,不能满足临床要求。结论 4D维超声可在患者运动周期1~4s内、运动幅度≤1 mm内为患者靶区勾画提供可靠参考数据,探头初始位置无影响。     

CT-MRI图像融合技术在脑胶质瘤术后放疗靶区勾画中的应用

目的 探讨CT-MRI图像融合技术在脑胶质瘤术后调强适形放疗靶区勾画中的临床应用价值。方法 由2位不同资历的肿瘤放疗专科医师分别在10例脑胶质瘤患者术后的CT定位图像、CT-MRI融合图像上勾画临床靶区（clinical target volume,CTV）,并比较组间勾画体积差异。结果 住院医师组与副主任医师组勾画的CTV_CT体积均比CTV_CT+MRI体积大,差异有统计学意义（P﹤0.05）,住院医师组勾画的CTV_CT体积大于副主任医师组,差异有统计学意义（P﹤0.05）,两组医师勾画的CTV_CT+MRI体积差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 CT-MRI图像融合技术能够明显提高脑胶质瘤术后放疗靶区勾画的准确性,减少主观因素差异性。     

3DCT和4DCT扫描下不同运动频率对运动中大体肿瘤体积的影响

目的 探讨不同运动频率下基于3DCT和4DCT扫描所构建的运动肿瘤体积和中心点坐标位置差异。方法 利用Modus公司呼吸运动平台和8个不同形态和体积模体模拟肺部肿瘤运动,在10、15、20 次/min运动频率下分别行3DCT和4DCT扫描,依次勾画3种运动频率下GTV₁₀、GTV₁₅、GTV₂₀和IGTV₁₀、IGTV₁₅、IGTV₂₀并得到中心点坐标位置,对GTV₁₀、GTV₁₅、GTV₂₀、IGTV₁₀、IGTV-15、IGTV₂₀、中心点坐标位置值行Friedman检验。结果 GTV₁₀、GTV₁₅、GTV₂₀分别为(12.41±14.26)、(10.38±11.18)、(12.50±15.23) cm³(P=0.687),x轴位置值分别为(-8.2±96.2)、(-8.6±96.1)、(-8.6±95.7) mm (P=0.968),y轴为(108.2±25.0)、(110.4±22.5)、(109.0±24.2) mm (P=0.028),z轴为(65.2±13.7)、(65.4±13.4)、(65.4±13.2) mm (P=0.902)。3种运动频率下IGTV分别为(17.78±19.42)、(17.43±19.56)、(17.44±18.80) cm³(P=0.417),x轴位置值分别为(-7.7±95.9)、(-7.9±95.6)、(-7.9±95.1) mm (P=0.325),y轴为(109.4±24.5)、(109.6±24.1)、(109.2±24.3) mm (P=0.525),z轴为(65.5±13.3)、(65.6±13.4)、(65.5±13.3) mm (P=0.093)。结论 胸部肿瘤模拟定位时,呼吸运动频率对4DCT扫描靶区构建无明显影响;不同呼吸频率下所构建的3D靶体积大小差别不明显,但对靶区中心点y轴位置影响明显。     

MRI-CT图像融合对颈椎原发肿瘤GTV勾画和剂量学影响

目的 利用MRI-CT融合图像和CT为基础图像进行靶区勾画比较靶体积和危及器官体积差异,探讨带来的治疗计划剂量学差异。方法 2013—2014年颈椎原发肿瘤患者10例,收集患者放疗前我院放射科MRI (GE Discovery MR 750 3.0T)图像传输至我科Eclipse系统,与定位CT 图像进行融合。比较以MRI-CT融合图像和CT图像为基础进行靶区及OAR勾画体积差异及靶体积差异所致治疗计划剂量分布差异。对不同医师不同影像参考下勾画靶体积、剂量学参数行单因素方差分析或配对t检验,非正态性资料行Wilcoxon秩和检验。组内相关系数(ICC)可靠性分析。结果 GTVMRI-CT体积大于GTVCT,二者体积重叠指数为0.84±0.17。脊髓MRI-CT体积小于CT的(P=0.001)。5例肿瘤科医师靶区勾画组内相关系数ICCMRI-CT>ICCCT。脊髓剂量学参数DmaxMRI-CT结论 MRI-CT融合下的肿瘤靶区勾画不易造成靶区遗漏,不同医师间组间差异在MRI-CT融合图像后减少,并带来剂量学优势。     

MRI定位对乳腺癌保乳术后部分乳腺照射的靶区和剂量的影响

目的 比较乳腺癌保乳术后仰卧位CT与MRI定位图像的靶区和剂量的差异,探讨MRI定位在保乳术后部分乳腺照射中的应用价值。方法 29例早期乳腺癌患者保乳术后放疗前在仰卧位下行CT及MRI定位扫描,分别对CT与MRI图像上的瘤床进行术腔可视化评分(CVS),勾画瘤床(TB)、临床靶区(CTV)、计划靶区(PTV),并基于CT图像制定部分乳腺照射计划。比较CT与MRI图像上TB的CVS、靶区差异与一致性,探讨40Gy处方剂量等剂量线覆盖PTV比例差异。结果 CT、MRI图像上TB的CVS分别为2.97±1.40、3.10±1.40(P=0.408)。MRI图像上勾画的TB、CTV、PTV较CT均明显增加,分别为(24.48±16.60) cm³∶(38.00±19.77) cm³、(126.76±56.81) cm³∶(168.42±70.54) cm³、(216.63±81.99) cm³∶(279.24±101.55) cm³(均P<0.001),但CTV、PTV增加的比例较TB明显减小(均P<0.001)。CT与MRI图像勾画的TB、CTV、PTV一致性指数分别为0.43±0.13、0.66±0.11、0.70±0.09(P<0.001)。放疗计划40Gy等剂量线覆盖PTV-CT与PTV-MRI比例中位数分别为95.6%(95.0%~97.5%)与81.9%(62.3%~92.4%)(P<0.001)。结论 CT与MRI对于TB术腔的可视化相近,但MRI图像勾画的TB、CTV、PTV范围明显增加,基于CT图像制定的放疗计划对于PTV-MRI剂量覆盖不充分。作为CT定位的补充,保乳术后MRI定位的应用可能可以提高TB勾画的准确性。     

4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画NSCLC IGTV的比较研究

目的 比较NSCLC基于4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画所得靶区间体积及位置差异。方法 10例NSCLC患者序贯完成胸部3DCT、4DCT增强扫描并基于相同体位固定方式及定位参数行FDG PET-CT扫描。在4DCT MIP图像上勾画IGTV_MIP,分别基于PET图像9种不同阈值自动勾画及手动勾画10种IGTV_PET(IGTV_PET2.0、IGTV_PET2.5、IGTV_PET3.0、IGTV_PET3.5、IGTV_PET20%、IGTV_PET25%、IGTV_PET30%、IGTV_PET35%、IGTV_PET40%、IGTV_PETman)。配对t检验比较IGTV_PET与IGTV_MIP靶区位置、体积、包含度及匹配指数差异。 结果 10种 IGTV_PET与IGTV_MIP 中心点坐标仅在z轴差异有统计学意义(P=0.014~ 0.044)。IGTV_{PET2.0 及IGTVPET20% 与IGTVMIP体积大小最接近,体积比分别为1.02和1.06(P= 0.806)。IGTVPET2.0与IGTVMIP 及IGTVPET25%与IGTVMIP 的匹配指数最高,分别为0.46和0.45(P=0.603 )。IGTVMIP 对IGTV PET20% 及IGTVPET2.0 的包含度最高,分别为0.61 和0.61 (P=0.963 )。 结论 基于PET SUV值2.0及最大值的20%勾画的IGTVPET 与基于4DCT MIP图像构建的IGTVMIP 体积大小最接近、空间错位也相对较少,但就空间位置而言,两者均不能替代IGTVMIP 。基于PETCT勾画NSCLC原发肿瘤靶区时,选择合适的SUV值的同时要参照4DCT进行靶区位置校正。}     

CT与MR多序列融合指导胶质瘤靶区勾画

目的:探讨CT与MR图像融合在脑胶质瘤术后放疗靶区勾画中的应用价值。方法:收集首诊为脑胶质瘤的30例患者进行术后IMRT，基于颅内外标记法的图像配准融合算法进行CT-MR图像融合，并分别根据CT图像及融合图像由资深放疗医师勾画靶区及危及器官，分组进行t检验比较其体积差异。计算CT及CT-MR图像上相应标记点的距离，并计算其体积重合度及中心位置距离。结果:采用颅内外标记法进行图像融合有着较高融合精度，融合误差均小于2 mm。Ⅲ-Ⅳ级胶质瘤组GTVCT比GTVMR+CT显著性减少，分别为GTVCT:（72.23±36.74） cm3，GTVMR+CT:（104.23±32.64） cm3（P=0.043<0.05）；CTVCT比CTVMR+CT也显著性降低，分别为CTVCT:（244.24±65.37） cm3，CTVMR+CT:（346.39±51.54） cm3 （P=0.047<0.05）。CT图像与融合图像的CTV中心位置变化最大，为（7.87±11.54） mm，其次为GTV、脑干，视交叉中心位置变化最小。结论:CT-MR图像融合有助于减少靶区勾画差异性，特别是对有水肿区存在及术后肿瘤残存者价值更大。     

Image fusion between 18FDG-PET and MRI/CT for radiotherapy planning of oropharyngeal and nasopharyngeal carcinomas

PURPOSE: Accurate diagnosis of tumor extent is important in three-dimensional conformal radiotherapy. This study reports the use of image fusion between (18)F-fluoro-2-deoxy-D-glucose positron emission tomography (18FDG-PET) and magnetic resonance imaging/computed tomography (MRI/CT) for better targets delineation in radiotherapy planning of head-and-neck cancers. METHODS AND MATERIALS: The subjects consisted of 12 patients with oropharyngeal carcinoma and 9 patients with nasopharyngeal carcinoma (NPC) who were treated with radical radiotherapy between July 1999 and February 2001. Image fusion between 18FDG-PET and MRI/CT was performed using an automatic multimodality image registration algorithm, which used the brain as an internal reference for registration. Gross tumor volume (GTV) was determined based on clinical examination and 18FDG uptake on the fusion images. Clinical target volume (CTV) was determined following the usual pattern of lymph node spread for each disease entity along with the clinical presentation of each patient. RESULTS: Except for 3 cases with superficial tumors, all the other primary tumors were detected by 18FDG-PET. The GTV volumes for primary tumors were not changed by image fusion in 19 cases (89%), increased by 49% in one NPC, and decreased by 45% in another NPC. Normal tissue sparing was more easily performed based on clearer GTV and CTV determination on the fusion images. In particular, parotid sparing became possible in 15 patients (71%) whose upper neck areas near the parotid glands were tumor-free by 18FDG-PET. Within a mean follow-up period of 18 months, no recurrence occurred in the areas defined as CTV, which was treated prophylactically, except for 1 patient who experienced nodal recurrence in the CTV and simultaneous primary site recurrence. CONCLUSION: This preliminary study showed that image fusion between 18FDG-PET and MRI/CT was useful in GTV and CTV determination in conformal RT, thus sparing normal tissues.     

Implications of contrast-enhanced CT-based and MRI-based target volume delineations in radiotherapy treatment planning for brain tumors

Delineation of various target volumes using contrast-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) and/or computed tomography (CT) constitutes the primary step for radiation therapy planning (RTP) in brain tumors. This study presents a quantification and comparative evaluation of the various clinical target volumes (CTV) and gross target volumes (GTV) as outlined by contrast-enhanced CT and MRI, along with its implications for postoperative radiotherapy of brain tumors. Twenty-one patients of gliomas were considered for this prospective study. Peritumoral edema as CTV and residual tumor as GTV were delineated separately in postoperative contrast-enhanced CT and MRI. These volumes were estimated separately and their congruence studied for contrast-enhanced CT and MRI. Compared to MRI, CT underestimated the volumes, with significant differences seen in the mean CTV (mean +/- SD: -62.92 +/- 93.99 cc; P = 0.006) and GTV (mean +/- SD: -21.08 +/- 36.04 cc; P = 0.014). These differences were found to be significant for high-grade gliomas (CTV: P = 0.045; GTV: P = 0.044), while they were statistically insignificant for low-grade gliomas (CTV: P = 0.080; GTV: P = 0.117). The mean differences in the volumes for CTV and GTV were estimated to be -106.7% and -62.6%, respectively, taking the CT volumes as the baseline. Thus, even though, electron density information from CT is essential for RTP, target delineation during postoperative radiotherapy of brain tumors, especially for high-grade tumors, should be based on MRI so as to avoid inadvertent geographical misses, especially in the regions of peritumoral edema.     

4DCT与MR图像形变配准确定原发性肝癌放疗靶区的应用研究

目的 研究应用形变配准技术联合4DCT和MR-T₂图像进行肝癌IGTV制定的可行性。方法 选择2015—2016年间首次放疗的原发性肝癌患者10例,依次完成自由呼吸下4DCT扫描,深吸气状态下MR-T₂像扫描,将4DCT依呼吸时相分为10个序列。应用MIM软件进行图像配准,评价指标为门静脉、腹腔干在三维方向的最大位移及肝脏交叠度。在各序列CT图像上勾画GTV,将4DCT各时相GTV融合为IGTV;将MR-T₂图像形变配准到4DCT各时相图像上,获得10个GTV_DR,并融合为IGTV_DR。配对t检验比较不同靶区体积差异。结果 门静脉和腹腔干在x、y、z轴向位移分别为(0.3±0.8)、(0.5±1.5)、(0.7±1.2) mm和(0.8±1.8)、(0.1±1.0)、(0.6±2.0) mm。肝脏交叠度为(115.4±13.8)%。形变配准后4DCT各时相GTV均大于配准前,平均增加8.18%(P<0.05),且各分时相形变后的GTV与MR-T₂图像中勾画体积基本一致。IGTV_DR显著大于形变配准前IGTV体积,平均增加了9.67%(P<0.05)。结论 MR图像能显示比CT更多的信息且表现出更高对比度。勾画GTV时应将MR图像与4DCT图像相结合,基于此获得的IGTV可更好地确定靶区范围和运动轨迹,提高肝癌靶区勾画精度。     

部分乳腺外照射自主呼吸控制不同呼吸状态靶区体积重合度的研究

目的 探讨保乳术后部分乳腺外照射(EB-PBI)自主呼吸控制(ABC)不同呼吸状态体积重合度及其差异,从靶区体积重合的角度,表述ABC辅助呼吸运动对EB-PBI分次内靶区位移的影响.方法 对术腔放置银夹拟行EB-PBI的患者行乳腺托架固定ABC辅助CT模拟定位,同时采集适度深吸气呼吸控制(mDIBH)状态、自由呼吸(FB)状态、深吸气呼吸控制(DEBH)状态各2套CT图像.应用Pinnacle3治疗计划系统,进行2套mDIBH图像间、2套FB图像间、2套DEBH图像间及mDIBH与DEBH图像间自动融合,计算融合图像.选定进行融合的2套图像的大体肿瘤体积(GTV)、临床靶区体积(CTV)、计划靶区体积(PTV)的重合度,比较同一配准中3种靶区各自重合度间及不同配准中同一种靶区重合度间的差异.结果 mDIBH/mDIBH配准中,GTV/GTV、CTV/CTV和PTV/PTV重合度分别为(83.54±11.41)%、(93.00±6.49)%和(95.26±4.90)%,GTV/GTV与CTV/CTV、GTV/GTV与PTV/PTV重合度间差异均有统计学意义(P＜0.05),而CTV/CTV与PTV/PTV重合度间差异无统计学意义(P＞0.05).FB/FB配准中,GTV/GTV、CTV/CTV、PTV/PTV重合度分别为(72.55±29.10)%、(89.36±9.53)%和(92.47±7.25)%,GTV/GTV与CTV/CTV、CTV/CTV与PTV/PTV重合度间差异均无统计学意义(均P＞0.05),而GTV/GTV与PTV/PTV重合度间差异有统计学意义(P＜0.05).DEBH/DEBH配准中,GTV/GTV、CTV/CTV、PTV/PTV重合度分别为(79.48±22.31)%、(92.83±6.77)%和(95.05±4.81)%,3组靶区两两间重合度差异均有统计学意义(均P＜0.05).mDIBH/mDIBH与DEBH/DEBH间、mDIBH/mDIBH与FB/FB间、FB/FB与DEBH/DEBH间的GTV、CTV和PTV重合度差异均无统计学意义(均P＞0.05),而mDIBH/mDIBH与mDIBH/DEBH间、FB/FB与mDIBH/DEBH间的GTV、CTV和PTV重合度差异均有统计学意义(均P＜0.05).结论 ABC辅助实施EB-PBI,两次mDIBH间、两次FB间和两次DEBH间各靶区体积重合度差异不明显,且三者的PTV/PTV重合度均达到较高水平.因此,从靶区重合度的角度,若施照前进行在线摆位误差校正,EB-PBI实施进行呼吸控制的必要性值得商榷.     

CT与MRI图像融合技术确定原发性肝癌三维适形放疗靶区应用研究

目的 探讨原发性肝癌(HCC)患者CT与MRI图像融合的精度,以及如何确定大体肿瘤体积(CTV).方法 13例HCC患者行深吸气末屏气模拟CT定位扫描及呼气末MRIT2相扫描,其中6例又加做深吸气末屏气快速MRIT2相(MRIT2F)扫描.互信息法进行图像融合,自动匹配后手动微调.图像融合精度的评价指标为CT与MRI图像上骨性标记点距离(DCT-MRIT2)及肝脏交叠度(P-LIVER CT-MRIT2(CT-MRIT2F).两位医师独立在CT、MRI图像上勾画GTV,分别计算依据CT、MRI勾画的GTV、相互交叠体积及融合后总体积计算CT上GTV及MR/上GTV占融合后总体积百分比.结果 DCTMRIT2、DCT-NRIT2F分别为(2.7 ±0.8)、(2.1.±0.9)mm.CT与MRIT2、MRIT2F的肝脏交叠度分别为85.9%±4.1%、92.7%±1.5%.两位医师在MRI上勾画的GTV相似,但在CT上勾画的不同.CT、MRIT2、MRIT2F上的GTV分别为(387 ±396)、(488±461)、(597±541)cm3.CT、MRIT2上GTV分别占融合后体积的66.2%±13.5%、88.7%±10.2%,CT、MRIT2F的分别占71.3%±12.7%、93.5%±4.8%.结论 用作CT和MRI融合图像的采集应在同一呼吸时相并保持同一体位,用自动配准软件采用归一化互信息法进行自动配准.用于放疗计划的GTV应该是CT和MRI图像上勾画GTV的总和.     

The value of magnetic resonance imaging in target volume delineation of base of tongue tumours - A study using flexible surface coils

Introduction

Magnetic resonance imaging (MRI) provides superior diagnostic accuracy over computed tomography (CT) in oropharyngeal tumours. Precise delineation of the gross tumour volume (GTV) is mandatory in radiotherapy planning when a GTV boost is required. CT volume definition in this regard is poor. We studied the feasibility of using flexible surface (flex-L) coils to obtain MR images for MR-CT fusion to assess the benefit of MRI over CT alone in planning base of tongue tumours.

Methods

Eight patients underwent CT and MRI radiotherapy planning scans with an immobilisation device. Distortion-corrected T1-weighted post-contrast MR scans were fused to contrast-enhanced planning CT scans. GTV, clinical target and planning target volumes (CTV, PTV) and organs at risk (OAR) were delineated on CT, then on MRI with blinding to the CT images. The volumetric and spatial differences between MRI and CT volumes for GTV, CTV, PTV and OAR were compared. MR image distortions due to field inhomogeneity and non-linear gradients were corrected and the need for such correction was evaluated.

Results

The mean primary GTV was larger on MRI (22.2 vs. 9.5 cm³, p = 0.05) than CT. The mean primary and nodal GTV (i.e. BOT and macroscopic nodes) was significantly larger on MRI (27.2 vs. 14.4 cm³, p = 0.05). The volume overlap index (VOI) between MRI and CT for the primary was 0.34 suggesting that MRI depicts parts of the primary tumour not detected by CT. There was no significant difference in volume delineation between MR and CT for CTV, PTV, nodal CTV and nodal PTV. MRI volumes for brainstem and spinal cord were significantly smaller due to improved organ definition (p = 0.002). Susceptibility and gradient-related distortions were not found to be clinically significant.

Conclusion

MRI improves the definition of tongue base tumours and neurological structures. The use of MRI is recommended for GTV dose-escalation techniques to provide precise depiction of GTV and improved sparing of spinal cord and brainstem.