磁共振弥散成像在鼻咽癌颈部淋巴结转移调强放射治疗中的应用

目的 探讨磁共振弥散成像(DWI)及表观弥散系数(ADC)在鼻咽癌颈部淋巴结转移调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)前的诊断及其对放化疗反应的监测能力.方法 对18例病理确诊的鼻咽癌患者在治疗前、治疗中每周及治疗后1个月行DWI检查.所有患者均接受头颈部IMRT及铂类同步化疗.在DWI上共分析了52枚颈部异常淋巴结,将其分为最短径≥10 mm(32枚)及<10 mm(20枚)两组,测量比较治疗前两组的ADC值是否存在差异,观察所有淋巴结治疗过程中ADC值的动态变化,同时观察比较治疗后残存的颈部淋巴结与正常舌肌的ADC值.结果 最短径≥10 mm淋巴结的平均ADC值为(0.71±0.12)×10-3mm/s,与最短径<10 mm者的平均ADC值[(0.73±0.16)×10-3mm/s]差异无统计学意义(t=1.11,P=0.27).治疗前52枚淋巴结的平均ADC值明显低于正常舌肌(t=19.35,P＜0.01).治疗过程中ADC值逐渐上升,以第1、2周改变最明显,以后趋于平稳.治疗后残留淋巴结的ADC值明显增大,与治疗前比较差异有统计学意义(t=12.72,P＜0.01),与正常舌肌比较差异无统计学意义(t=0.34,P=0.73).结论 在鼻咽癌IMRT中,DWI对诊断颈部转移性淋巴结以及监测后者对放化疗的反应具有重要参考价值,从而帮助临床医生合理制定并及时更改放疗计划.

Abstract：

Objective To investigate the value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) and apparent diffusion coefficients (ADC) in detecting metastatic lymph nodes from nasopharyngeal carcinoma (NPC),and predicting the response of these nodes to concurrent chemoradiation (CRT).Methods Eighteen patients with pathologically proven NPC received conventional magnetic resonance imaging (MRI) and DWI before treatment,weekly during treatment,and one month after treatment.DWI was performed using a single-shot echo-planar (SSEPI) MR imaging sequence with b values of 0 and 1500 s/mm2.ADC maps were reconstructed for all patients and ADC values were calculated for each lymph node and tongue muscle.Totally fifty-two morphologically abnormal lymph nodes were analyzed.The ADC values of the metastatic lymph nodes before treatment were compared between those with the short axis≥10 mm (n=32) and those with the short axis<10 mm (n=20),and the dynamic changes in ADC values of the lymph nodes before,during,and after therapy were observed and recorded.Results The average ADC of the 32 lymph nodes with the short axis ≥ 10 mm was (0.71±0.12) x 10-3mm/s,not significantly different from that of the 20 lymph nodes with the short axis < 10 mm [(0.73±0.16) x 10-3mm/s,t = 1.11 ,P =0.27].The average ADC values of these lymph nodes before treatment was significantly lower than that of the tongue muscle (t = 19.35,P < 0.0001).During CRT,the ADC values of the lymph nodes increased gradually,with the most evident change in the first two weeks before reaching a relatively flat plateau thereafter.The ADC value of the residual lymph nodes after CRT was significantly higher than that before treatment (t = 12.72,P < 0.0001),however,not statistically significant different from that of the normal tongue muscle (t = 0.34,P = 0.73).Conclusions DWI plays an important role in diagnosing the metastatic lymph nodes from NPC and is feasible for observation of the early response of the lymph nodes to IMRT,thus helping the clinicians make appropriate treatment planning and replanning in the course of radiotherapy.     

两种软件Smart Segmentation与MIM Atlas自动勾画鼻咽癌危及器官的准确性研究

目的 比较两种自动勾画软件（Smart Segmentation与MIM Atlas）勾画鼻咽癌危及器官（OAR）的准确性。方法 回顾性选取2015-2016年浙江大学医学院附属第一医院收治的鼻咽癌患者共55例,在CT图像上手动勾画OAR,以简单随机抽样方式取其中30例在Smart Segmentation与MIM Atlas中创建各自的病例库,剩余25例作为测试病例在两个软件中运行得到两组自动勾画结果。以手动勾画为金标准,计算两组自动勾画结果的戴斯相似性系数（DSC）、豪斯多夫距离（HD）、绝对体积差（△V）,通过比较以上3个参数来评估两种软件勾画鼻咽癌危及器官的准确性。结果 Smart Segmentation与MIM Atlas勾画所有器官的总体DSC分别为（0.79±0.13）和（0.62±0.24）（t=14.06,P<0.05）;总体HD分别为（5.50±3.84）和（8.38±4.88）mm（t=-11.40,P<0.05）;总体△V为（1.52±2.46）、（2.38±3.57）cm³（t=-4.70,P<0.05）。MIM Atlas勾画的11个器官（脑干、视交叉、左右眼晶状体、左右视神经、左右眼球、左右侧腮腺、脊髓）的DSC均值大于Smart Segmentation的结果（t=5.27、4.41、6.34、5.70、10.62、7.45、3.96、4.26、6.25、5.42、7.23,P<0.05）。MIM Atlas勾画的10个器官（脑干、视交叉、左右眼晶状体、左右视神经、左右眼球、左侧腮腺、脊髓）的HD均值小于Smart Segmentation（t=-4.51、-4.49、-3.92、-3.45、-5.36、-5.56、-3.89、-3.90、-3.60、-3.68,P<0.05）。MIM Atlas勾画的6个器官（脑干、视交叉、左眼晶状体、左右视神经、右眼球）的△V均值小于Smart Segmentation（t=-2.83、-3.39、-2.56、-2.27、-2.43、-2.51,P<0.05）。结论 对于体积较大的器官,两种软件都有较好的勾画结果。器官的体积越小、边界越模糊,则勾画结果越差。MIM Atlas的勾画结果总体上优于Smart Segmentation。     

感蓝、感绿屏片在腰椎和腹部上影像质量及入射剂量的探讨

目的 探讨感蓝、感绿不同的屏片体系,在腰椎和腹部平片上形成影像质量及入射剂量的差异。材料与方法 （1）测量两种不同屏片的感光性能。（2）热释光剂量仪测试皮肤入射剂量。（3）分别对80例在不同屏片上的腰椎及腹部平片影像密度和对比度进行测试,同时由高年资医师和技师以主观方式比较、评价影像质量。结果 蓝系或绿系在较佳的感光条件下,影像质量均能达到甲级片并接近客观密度标准,但是甲级率绿系高于蓝系约10％,而绿系的皮肤入射剂量是蓝系的1／4－1／5。结论 影像质量不仅仅以主观评价或影像密度为依据,还应以最小剂量获得最佳影像才是一张真正的优质片。     

深吸气屏气技术在左侧乳腺癌保乳术后放疗中的应用

目的 比较3种呼吸模式在左侧乳腺癌保乳术后全乳放疗中的剂量学差异,以探索能最大程度地减少靶区周围重要组织器官照射体积和剂量的呼吸模式。方法 前瞻性选取18例左侧早期乳腺癌保乳术后需行放疗的患者,采集自由呼吸（FB）、胸式深吸气屏气（T-DIBH）及腹式深吸气屏气（A-DIBH）3种呼吸模式下的CT图像,随后行适形放疗计划设计,比较3种呼吸模式下的剂量学参数,包括剂量-体积直方图、靶区平均剂量及靶区剂量均匀指数、危及器官平均剂量等。结果 3种呼吸模式下,计划靶区体积、计划靶区平均剂量及计划靶区剂量均匀指数等差异均无统计学意义（P>0.05）;FB、T-DIBH及A-DIBH3种模式下的危及器官受量在心脏D_mean分别为（3.21±1.02）、（1.74±0.51）及（1.31±0.41） Gy,差异有统计学意义（W=171,P<0.05）;冠状动脉左前降支（LAD）D_mean分别为（34.61±13.51）、（14.38±10.20）及（9.21±6.53） Gy,差异有统计学意义（W=171,P<0.05）;左侧肺D_mean分别为（8.31±2.75）、（7.46±1.96）及（6.89±1.79） Gy,差异有统计学意义（W=171,P<0.05）。结论 两种深吸气屏气技术（T-DIBH或A-DIBH）可显著降低心脏、LAD及左肺等危及器官的照射剂量,且不影响放疗靶区剂量;而A-DIBH比T-DIBH在降低各危及器官的照射剂量方面更具优势。     

三期相CT图像分割模型的鼻咽癌肿瘤靶区自动勾画研究

目的 探究使用基于3D U-Net结合三期相CT图像的分割模型对鼻咽癌肿瘤原发灶(GTVnx)和转移的区域淋巴结(GTVnd)自动勾画的有效性和可行性。方法 回顾性收集215例鼻咽癌病例的电子计算机体层扫描(CT),包括平扫期(CT)、增强期(CTC)和延迟期(CTD)3个期相共计645组图像。采用随机数字表法,将数据集划分为172例训练集和43例的测试集。设置了包括三期相CT图像模型及期相微调模型共计6个实验组:三期相CT图像模型即仅使用平扫期(CT)A1组、仅使用增强期(CTC)A2组、仅使用延迟期(CTD)A3组和同时使用三期相(All)A4组。期相微调模型:CTC微调B1组和CTD微调B2组。使用Dice相似性系数(DSC)和95%豪斯多夫距离(HD95)作为定量评价指标。结果 使用三期相CT(A4)进行GTVnd靶区自动勾画相比于仅使用单期相CT(A1、A2、A3)获得更好的勾画效果(DSC:0.67 vs. 0.61、0.64、0.64, t=7.48、3.27、4.84,P<0.01; HD95: 36.45 mm vs. 79.23、59.55、65.17 mm,t=5.24、2.99、3.89,P<0.01),差异有统计学意义。使用三期相CT(A4)对于GTVnx的自动勾画效果相比于仅使用单期相(A1、A2、A3)无明显提升(DSC: 0.73 vs. 0.74、0.74、0.74;HD95: 14.17 mm vs. 8.06、8.11、8.10 mm),差异无统计学意义(P>0.05)。在GTVnd的自动勾画中,B2、B3 vs. A1模型具有更好的自动勾画精度(DSC:0.63、0.63 vs. 0.61, t=4.10、3.03, P<0.01;HD95:58.11、50.31 mm vs. 79.23 mm,t=2.75、3.10, P<0.01)。结论 使用三期CT扫描对于鼻咽癌GTVnd靶区具有更好的自动勾画效果。通过期相微调模型,可以提升平扫CT图像上GTVnd靶区的自动勾画精度。     

固定准直器技术在左侧乳腺调强计划中的应用

乳房保留治疗是早期乳腺癌的主要治疗方式之一.随着患者对生存质量要求的不断增加,放射治疗方法的发展更多着眼于改善乳房的美容效果、降低心肺损伤.虽然使用保乳手术+放疗可以提高患者的生存质量,但高能X射线对心肺的损伤,也大大增加了心脏病和肺部纤维化的发病概率.     

CT引导下肺部穿刺的辐射剂量控制

目的探讨减少CT引导下肺穿刺时辐射剂量的方法。方法将80例接受CT引导下肺部穿刺活检的患者平均分为A、B、C、D组。对A组使用64排CT、B组使用24排CT引导下穿刺,C组使用24排CT并用特殊激光定位配合真空垫固定,D组使用24排CT并用特殊激光定位配合真空垫固定,同时采用低kV值和CARE DOSE 4D技术,比较各组的剂量长度乘积(DLP)。结果 A～D组DLP均值分别为(778.73±310.79)mGy.cm、(817.80±349.37)mGy.cm、(541.45±173.03)mGy.cm、(263.40±68.68)mGy.cm。A组与B组间DLP差异无统计学意义(P>0.05),B组与C组、C组与D组间DLP差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论 CT引导下肺部穿刺术中,精确定位和低kV配合CARE Dose 4D技术能有效降低患者的辐射剂量。     

CT图像重建视野大小对放射治疗计划剂量计算及体积评估的影响

目的 探讨CT图像重建视野(FOV)大小对放射治疗计划剂量计算及体积评估可能存在的影响。方法 对16例鼻咽癌患者的CT原始扫描数据分别行45 cm常规FOV和65 cm扩展视野(EFOV)重建并传输至放射治疗计划系统,所有病例均在常规FOV重建的CT图像上勾画肿瘤体积(GTV)、临床靶区(CTV)及脑干、晶体、腮腺、脊髓等危及器官,并制定7野等角动态调强放射治疗计划(GTV处方剂量70 Gy)。两种重建方法图像按照医学数字影像通信3.0标准(DICOM 3.0)坐标方式融合后,拷贝常规FOV图像上的靶区及危及器官至EFOV图像,并将治疗计划移植至EFOV图像,治疗计划中心为两种重建方法图像的同一DICOM坐标,利用剂量体积直方图(DVH)工具计算两种重建方法图像上GTV、CTV和脑干、晶体、腮腺、脊髓的体积、最大剂量(D_max)、平均剂量(D_mean)及最小剂量(D_min)。将入组病例的每个治疗计划7野分别导入常规45 cm FOV和65 cm EFOV重建的二维通量图验证设备Mapchek 1175的模体,距离通过协议(DTA)分析5 cm深度平面绝对剂量的计算和实测结果通过率。结果 两种重建方法图像上的靶区和危及器官的体积差异具有统计学意义,所有入组病例靶区和危及器官在常规FOV图像上的体积均大于EFOV图像上的体积。较小体积的晶体最大剂量D_max常规FOV与EFOV图像之间差异有统计学意义(t =-3.14, P<0.007),其余靶区及危及器官的最大剂量D_max差异无统计学意义。CTV和GTV平均剂量D_mean在EFOV图像上大于FOV图像,差异有统计学意义(t=-6.45、-5.65, P< 0.001),危及器官的平均剂量D_mean和靶区及危及器官最小剂量D_min差异均无统计学意义。两种重建方法图像上治疗计划的7野通过率之间差异无统计学意义。结论 在放射治疗CT模拟定位过程中图像重建FOV的大小对于靶区及部分危及器官的体积及剂量计算结果和治疗计划的评价存在影响;观察和验证二维通量图通过率,两者之间的差异并不显著。     

CT图像重建视野大小对放射治疗计划剂量计算及体积评估的影响

目的 探讨CT图像重建视野(FOV)大小对放射治疗计划剂量计算及体积评估可能存在的影响.方法 对16例鼻咽癌患者的CT原始扫描数据分别行45 cm常规FOV和65 cm扩展视野(EFOV)重建并传输至放射治疗计划系统,所有病例均在常规FOV重建的CT图像上勾画肿瘤体积(GTV)、临床靶区(CTV)及脑干、晶体、腮腺、脊髓等危及器官,并制定7野等角动态调强放射治疗计划(GTV处方剂量70 Gy).两种重建方法图像按照医学数字影像通信3.0标准(DICOM 3.0)坐标方式融合后,拷贝常规FOV图像上的靶区及危及器官至EFOV图像,并将治疗计划移植至EFOV图像,治疗计划中心为两种重建方法图像的同一DICOM坐标,利用剂量体积直方图(DVH)工具计算两种重建方法图像上GTV、CTV和脑干、晶体、腮腺、脊髓的体积、最大剂量(Dmax)、平均剂量(Dmean)及最小剂量(Dmin).将入组病例的每个治疗计划7野分别导入常规45 cm FOV和65 cmEFOV重建的二维通量图验证设备Mapchek 1175的模体,距离通过协议(DTA)分析5 cm深度平面绝对剂量的计算和实测结果通过率.结果 两种重建方法图像上的靶区和危及器官的体积差异具有统计学意义,所有入组病例靶区和危及器官在常规FOV图像上的体积均大于EFOV图像上的体积.较小体积的晶体最大剂量Dmax常规FOV与EFOV图像之间差异有统计学意义(t=-3.14,P<0.007),其余靶区及危及器官的最大剂量Dmax差异无统计学意义.CTV和GTV平均剂量Dmean在EFOV图像上大于FOV图像,差异有统计学意义(t=-6.45、-5.65,P<0.001),危及器官的平均剂量Dmean和靶区及危及器官最小剂量Dmin差异均无统计学意义.两种重建方法图像上治疗计划的7野通过率之间差异无统计学意义.结论 在放射治疗CT模拟定位过程中图像重建FOV的大小对于靶区及部分危及器官的体积及剂量计算结果和治疗计划的评价存在影响;观察和验证二维通 量图通过率,两者之间的差异并不显著.