锥形束CT在放疗中的应用

锥形束CT是图像引导放疗的重要工具,在放疗过程中可测量和修正摆位误差、计算肿瘤靶区外扩范围,在通过校正后还可进行剂量计算验证。但锥形束CT在使用过程中需要提高图像质量,并在图像采集过程中控制辐射剂量,采用最佳的配准方式以达到图像引导和剂量引导双重功能。本文重点介绍了锥形束CT的成像系统、临床应用和目前存在的问题。     

锥形束CT图像引导下真空垫固定乳腺癌术后放疗摆位误差分析

目的 研究锥形束CT(CBCT)图像引导下真空垫固定乳腺癌术后放疗的摆位误差.方法 回顾性分析2018年3月至2019年11月郑州大学附属郑州中心医院收治的已接受乳腺癌手术治疗的108例患者的临床资料.所有患者在真空垫固定下接受CBCT图像引导放疗,获取摆位图像,输出三维方向纠正前后及放疗后摆位误差,并进行摆位误差分析...     

使用机载锥形束CT前3次配准数据对胸部放疗患者治疗坐标进行重新移位的可行性

目的探讨使用机载CBCT前3次配准数据对胸部放疗患者治疗坐标进行重新移位的可行性。方法选取27例行胸部放疗患者,放疗部位为胸椎、食管、肺部各9例。行机载锥形束CT扫描后,采用Varian Eclipse治疗计划系统制作放疗计划,Varian Clinac 23EX加速器实施治疗。获取前3次治疗的X轴、Y轴、Z轴摆位误差并计算平均值,根据结果进行移位获得新坐标。以新坐标进行摆位,连续再做3次图像引导放疗,记录匹配结果,并计算摆位误差。结果胸椎与食管放疗患者重新移位前的三轴摆位误差均大于重新移位后(均P<0.05)。肺部放疗患者重新移位前X、Z轴方向上的摆位误差均大于重新移位后(均P<0.05),但在Y轴方向上重新移位前后的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)。结论对于部分胸部放疗患者,可以根据机载锥形束CT的前3次配准数据进行移位,从而减小治疗误差,并可减轻患者的经济负担,避免额外照射。     

应用兆伏级锥形束CT校正胸部肿瘤调强放疗摆位误差的研究

目的 应用兆伏级图像引导系统(MV-CBCT)对胸部肿瘤调强放疗摆位误差进行分析,探讨减少摆位误差的方法。方法 对接受图像引导放疗的胸部肿瘤患者23例,采用锥形束CT技术采集首次摆位后、摆位误差校正后CBCT图像,并与计划系统的模拟定位CT图像进行匹配,获得首次摆位后、摆位误差校正后在X轴(左右)、Y轴(头脚)、Z轴(腹背)方向摆位误差数值。每位患者每周1次,共采集186组图像,分析校正前后摆位误差的变化情况。结果 校正前系统误差±随机误差在X轴、Y轴、Z轴分别为(1.61±1.44)mm、(2.51±2.39)mm、(1.22±1.09)mm,校正后系统误差±随机误差在X轴、Y轴、Z轴分别为(0.89±0.74)mm、(1.07±0.85)mm、(0.76±0.71)mm。依据经典的van-Herk等推理公式MPTV=2.5Σ+0.7δ,计算得出X、Y、Z轴的MPTV值,校正后比校正前分别减少2.1 mm、4.6 mm、1.4 mm。结论 应用兆伏级锥形束CT技术,可准确测量摆位误差,通过实时校正,可大大提高患者摆位精度,从而缩小CTV-PTV的摆位外扩边界值,提高放疗的精确性。     

应用锥形束CT分析宫颈癌放射治疗中的摆位误差

目的：通过由图像引导的加速器配备的锥形束CT( Cone beam CT,CBCT)了解本中心现有的定位方式引起的临床上的摆位误差,指导制定放射治疗计划过程中的PTV( planning target volume)外放范围。方法：在放射治疗过程中,完成病人摆位后拍摄病人的锥形束CT图像与治疗计划设计时的CT图像的匹配,获得病人的摆位误差,把其平均值和标准差分别做为系统误差和随机误差,通过公式MPTV(外放)=2.5Σ+0.7σ获得三维方向上的肿瘤靶区外放边界。结果：得到校位前病人三个方向的外放数据如下 X=5.80mm,Y=6.22mm,Z=5.06mm。校位后病人三个方向上的外放数据如下：X=2.55mm,Y=2.79mm,Z=1.93mm。结论：图像引导放射治疗方式可有效减小肿瘤靶区的外放边界,两种治疗方式应选择不同的外放边界。     

应用锥形束CT 分析宫颈癌放射治疗中的摆位误差

目的: 通过由图像引导的加速器配备的锥形束CT( Cone beam CT,CBCT) 了解本中心现有的定位方
式引起的临床上的摆位误差,指导制定放射治疗计划过程中的PTV( planning target volume) 外放范围。方法: 在
放射治疗过程中,完成病人摆位后拍摄病人的锥形束CT 图像与治疗计划设计时的CT 图像的匹配,获得病人的
摆位误差,把其平均值和标准差分别做为系统误差和随机误差,通过公式MPTV( 外放) = 2． 5Σ+0． 7σ 获得三维方
向上的肿瘤靶区外放边界。结果: 得到校位前病人三个方向的外放数据如下X = 5． 80mm,Y = 6． 22mm,Z
= 5． 06mm。校位后病人三个方向上的外放数据如下: X = 2． 55mm,Y = 2． 79mm,Z = 1． 93mm。结论: 图像引导放
射治疗方式可有效减小肿瘤靶区的外放边界,两种治疗方式应选择不同的外放边界。     

锥形束CT在肺癌患者精确放疗摆位误差研究

目的利用锥形束CT引导分析16例肺癌患者精确放疗分次治疗间的误差,探讨临床靶区外放边界.方法选取采用图像引导放疗(image-guided radiation therapy,IGRT)的16例肺癌患者,其中左肺癌9例,右肺癌5例,肺癌纵隔淋巴结转移2例.所有患者均采用热塑体模固定,每天行IGRT,根据锥形束CT图像与计划CT图像相匹配,选取每例患者扫描数据,研究其相对于计划CT左右(x)、头脚(y)、垂直(z)的摆位误差.结果 x、y、z轴的线性摆位误差(系统误差±随机误差)分别为(0.11±0.06)cm、(0.14±0.10)cm、(-0.04±0.06)cm,其旋转轴上的误差分别为0.57°±0.17°、0.05°±0.20°、-0.01°±0.33°.相对来说y方向的摆位误差较x、z方向大.结论锥形束CT的应用明显减少了肺癌患者放疗摆位误差,同时为减少摆位误差影响CTV外放PTV时,考虑x方向外扩0.62cm、y方向0.82cm、z方向0.49cm.     

基于锥形束CT直肠癌调强放疗固定方式的临床效果分析

目的:利用锥形束CT(CBCT)分析直肠癌调强放疗两种固定方法的临床效果.方法:将48例直肠癌放疗患者按固定方式分为两组,常规组采用仰卧体架加热塑体膜固定,观察组采用俯卧体架加热塑体膜固定.每人每周第一次治疗前利用机载影像系统进行CBCT图像扫描,利用骨性结构将CT图像和定位时的数字影像重建图像进行匹配,获取并分析两组...     

锥形束CT配准前后的肺癌调强放疗计划的临床研究

目的比较配准前后锥形束CT的肺癌调强放疗计划。方法选择22例肺癌患者为研究对象,患者每周1次CBCT扫描(行治疗前、治疗后扫描),对比校正前后各参数指标。结果 CBCT校正后的PTV体积有优势(P<0.05),其他指标校正前后均相似(P>0.05)。CBCT校正后的双肺平均剂量有优势(P<0.05),而脊髓最大剂量校正前后相似(P>0.05)。CBCT校正前后,双肺V5、V10、V20、V30、V50等指标均相似(P均>0.05)。校正后NTCP随V5、V10、V20升高有降低趋势(P=0.152、0.048、0.000)。结论经CBCT校正后的放疗计划可有效减少NTCP,增加PTV剂量,提高放疗效果,且安全性较高,可提升肺癌的治疗效果。     

兆伏级锥形束CT在鼻咽癌调强放射治疗中的临床应用研究

目的 评估兆伏级锥形束CT(CBCT)图像引导鼻咽癌调强放射治疗(IMRT)摆位误差和计划靶体积(PTV)的边界.方法 采用头颈肩热塑体膜固定体位,对22例鼻咽癌患者设计IMRT逆向调强放疗计划,采用西门子ONCOR直线加速器配备的MVision兆伏级CBCT容积成像并与计划CT图像进行三维方向(左右、头脚、前后)匹配,获取前5次放射治疗摆位误差调整前和调整后的CBCT数据,分析摆位误差及PTV外扩边界.结果 22例患者三维方向摆位误差分别为左右(-0.03±1.68)mm、头脚(0.17±2.03)mm和前后(0.28±2.15)mm.摆位误差调整后与调整前相比在三维方向均有降低,并且有统计学差异(P<0.05).5次CBCT分次间摆位误差在三维方向上均无统计学差异(P>0.05).摆位误差调整前PTV外扩边界,左右2.78 mm,头脚3.22mm,前后3.46 mm.摆位误差调整后PTV外扩边界,左右1.74 mm,头脚1.94 mm,前后2.13 mm.结论 鼻咽癌各个方向的计划靶区边界小于4 mm,采用兆伏级CBCT技术对鼻咽恶性肿瘤IMRT治疗分次间摆位误差的纠正和PTV边界的评估对提高鼻咽癌IMRT治疗的精度有重要意义.     

基于混合滤波的避投影数据微分螺旋锥束CT重建

目的 本文将综合现有经典CT重建算法的优点,提出一种新的基于Hilbert-Ramp混合滤波的避投影数据微分螺旋锥束CT优质重建算法.方法 新算法采用Katsevich算法框架.将现有FDK类型算法和Katsevich算法的不同优点有机地融合.完全回避投影数据中关于探测器坐标变量的直接微分运算.结果 实验结果表明本文提出的新算法理论分析的正确性,有效地提高了螺旋锥柬CT重建图像的分辨率,减少了重建伪影.结论 文中提出的基于Hilbert-Ramp混合滤波的避投影数据微分螺旋锥束CT重建公式是对Katsevich重建公式的重要改进.同时Ramp滤波的引入可以针对不同的临床应用进行优化设计.     

应用锥形束CT评估鼻咽癌调强放疗中的摆位误差

目的探讨锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)扫描在调强放射治疗鼻咽癌中降低摆位误差的方法。方法对调强放疗的15例鼻咽癌患者,使用瓦里安23EX直线加速器的机载影像系统(on-bo-rad-imager),采集首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后CBCT图像,并与计划系统的模拟定位CT图像靶中心匹配计划,获得首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后在X(左右)、Y(腹背)、Z(头脚)方向摆位误差进行分析。每位患者每周1次,每次采集3组数据,15例患者治疗5～7w。结果 15例鼻咽癌患者CBCT扫描首次摆位误差数据在X、Y、Z轴分别为(0.675±2.023)、(0.337±1.508)、(0.450±1.749)mm;3个轴向摆位误差绝对值的P95分别为4、3、4mm;3轴向的众数分别为1、1、0mm;其中X轴方向91.3%≤3mm,Y轴方向100%≤3mm,Z轴方向92.5%≤3mm。X、Y、Z轴上极小值分别为-6.00、-3.00、-5.00mm,极大值分别为5.00、3.00、5.00mm。分次治疗间摆位误差差异有统计学意义(P<0.05),分次治疗内摆位误差及X、Y、Z三维方向上的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用CBCT技术对鼻咽癌调强放疗进行摆位纠正,可以缩小鼻咽癌放疗过程中分次间的摆位误差,而分次治疗内误差较小,放疗中只需要在首次摆位后治疗前进行CBCT摆位纠正。     

锥形束CT在上颌前牙牙根形态观测中的应用

目的：利用锥形束CT（CBCT)测量上颌前牙牙根弯曲及牙根直径,为临床桩核设计提供依据。方法：对129颗上颌前牙进行CBCT扫描,采用多平面重建（MPR）获得牙体的三维重建图像,并进行定点、定线与定角测量,分析上颌前牙牙根的弯曲情况和牙根直径。结果：上颌中切牙在唇舌向的弯曲度小于上颌侧切牙和上颌尖牙2个牙位（χ²=6.592,P=0.037）,但弯曲半径大于其他2个牙位（χ2=8.504,P=0.014）。上前牙在近远中向的3种弯曲长度分布构成比比较差异有统计学意义（χ2=13.910,P=0.008）。上前牙在唇舌向和近远中向的牙根直径比较差异有统计学意义（P=0.000）。结论：129颗上颌前牙牙根在CBCT上显示出不同的形态,不同牙位的牙根弯曲度、弯曲部位及牙根直径不同。
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基于小波变换的CT灌注成像

目的 探讨基于阈值滤波的小波变换用于CT灌注成像的有效性与可行性.方法 结合CT灌注成像特性,进行仿真实验,通过峰值信噪比(PSNR)、均方误差(MSE)2个指标来评估不同血流量(BF)及不同方差的高斯噪声下基于小波滤波的灌注模型的效果;对获取的CT骨肿瘤临床数据,运用小波阈值滤波后建立灌注模型,分析肿瘤区域与正常组织的区分情况.结果 仿真实验表明,不同BF值及不同方差的高斯噪声下,滤波后PSNR和MSE明显改善;骨肿瘤临床数据表明,本方法具有较强的抗噪声能力,明显区分肿瘤组织与正常组织的边界.结论 改进的小波阈值滤波能有效改善CT灌注成像的质量.     

超急性期脑梗塞常规CT检查与CT灌注成像的比较研究

目的：探讨常规CT与CT、灌注成像对超急性期脑梗塞的诊断应用价值。方法：对96例临床诊断超急性期脑梗塞的病人行常规CT头颅平扫及CT脑灌注成像,在常规轴面扫描后一般选取基底节层面,经肘静脉灌注对比剂,同时开始持续46S的单层连续动态扫描,重建46幅动态图像使用CT脑灌注软件包进行处理,获得灌注成像。计算最大峰值时间(PT),平均通过时间(MTT)和相对血流量(RF)。结果：早期常规CT头颅平扫,显示大脑中动脉高密度征,脑实质低密度征等共35例,占36．4％,CT灌注成像发现88例与临床症状相对应的灌注异常区,表现为达峰时间延长,另外8例未发现灌注异常区。结论：常规CT对超急性期脑梗塞的诊断,具有一定价值,但作用有限,在准确性远不能满足临床应用的需要。脑CT灌注成像已成为早期诊断超急性期缺血性脑血管病和指导临床治疗(尤其是溶栓治疗)的最佳方法。     

iDose4迭代重建技术和滤波反投影技术在冠状动脉CT成像中的应用

目的：探讨在冠状动脉CT成像中,与传统的滤波反投影技术（FBP）比较,应用iDose⁴迭代技术提高图像质量和降低辐射剂量的可行性。方法：将60例接受256层螺旋CT冠状动脉成像的患者随机分成2组,每组30例,一组采用120 kV管电压并分别采用滤波反投影技术（FBP-120 kV组）和iDose⁴迭代技术重建（iDose⁴-120 kV组）;另一组采用100 kV管电压和iDose⁴迭代技术重建（iDose⁴-100 kV组）。将FBP-120 kV组的图像质量分别与iDose⁴-120 kV组及iDose⁴-100 kV组进行比较,并比较FBP-120 kV组和iDose⁴-100kV组的射线剂量。结果：图像质量主观评价中,FBP-120 kV组图像质量评分均值为（3.29±0.61）分,iDose⁴-120 kV组为（3.43±0.51）分,组间比较差异无统计学意义（t=-1.47,P=0.17）;iDose⁴-100 kV组图像质量评分均值为（3.21±0.43）分,与FBP-120 kV组比较差异无统计学意义（t=0.58,P=0.58）。iDose⁴-120 kV组信号噪声比（SNR）及对比度噪声比（CNR）均高于FBP-120 kV组（P<0.05）;iDose⁴-100 kV组SNR及CNR均低于FBP-120 kV组,但差异无统计学意义（P>0.05）。iDose⁴-100kV组有效剂量（ED）明显低于FBP-120 kV组（P<0.001）。结论：冠状动脉CT成像中,与滤波反投影技术比较,采用iDose⁴迭代重建技术可以提高图像质量,且在保证图像质量不变的情况下适当降低管电压可降低射线剂量。     

正常胰腺64排螺旋CT灌注成像研究

目的:利用MSCT灌注成像技术,探讨正常胰腺64排螺旋CT灌注参数特征。方法:对非胰腺疾病60例患者行胰腺64排MSCT灌注扫描及常规双期增强扫描,计算出BF,PEI,TTP,BV感兴趣区的灌注参数,分析正常胰腺的灌注参数及特点。结果:正常胰腺的BF值随着年龄的增大呈明显下降趋势,且灌注参数BF值与年龄呈负相关。TTP值随着年龄的增加呈上升趋势,不同年龄组之间PEI、BV值的差异无统计学意义(P>0.05);不同年龄段正常胰腺胰头部和胰体尾部BF、PEI、TTP、BV值差异无统计学意义(P>0.05)。结论:胰腺64排螺旋CT灌注成像方法简单可行,能反映胰腺组织的血流动力学变化。     

锥形束CT在上颌尖牙埋伏病因机制中的应用

目的:利用三维锥形束CT技术研究上颌尖牙唇侧和腭侧埋伏的病因学机制?方法:选取262例有上颌尖牙埋伏和262例无尖牙埋伏的患者为研究对象,其中前者分为唇侧埋伏组和腭侧埋伏组,在治疗前均接受CBCT扫描?在单盲条件下对CBCT数据进行分析,以获取牙齿?牙弓和颌骨的定性和定量资料?采用 SPSS13.0 软件包对测量结果进行统计学分析?结果:腭侧埋伏组侧切牙牙冠的近远中宽度显著小于其他组(P < 0.001)?唇侧埋伏组的上牙弓前段宽度和上颌骨宽度都显著小于对照组(P < 0.001)?腭侧埋伏组中锥形侧切牙和唇侧埋伏组中切牙埋伏的发生率均显著提高(P < 0.001)?唇侧埋伏组和腭侧埋伏组尖牙牙尖所处的部位分别位于侧切牙长轴的近中和远中?结论:中国人群上颌尖牙唇侧埋伏阻生主要与上颌前部牙弓和颌骨宽度不足以及切牙埋伏有关,而上颌尖牙腭侧埋伏主要与相邻侧切牙过小或缺失有关?上尖牙萌出路径受上述局部因素作用而产生变化导致不同方位的埋伏阻生?     

基于模糊增强的磁共振成像PROPELLER采样数据优质重建算法

目的 提出一种基于模糊增强的重建算法,以改进PROPELLER采样数据中现有重建算法的不足.方法 由每个K空间带补零重建出临时图像,然后提出模糊增强算法,增强后在图像域进行运动参数估计,进行运动补偿后由网格化重建算法重建出结果图像.结果 该算法对于运动参数估计的精度更高,对刚性运动伪影的消除效果明显优于现有算法.结论 该算法可以显著提高PROPELLER采样数据重建图像质量.