CT影像组学在指导肺癌精准放疗中的应用进展

肺癌的精确诊断、放疗敏感性和正常组织放射性损伤的准确预测是实现肺癌精准放疗的必要前提。影像组学（radiomics）作为肺癌精准治疗发展史上一个具有里程碑意义的辅助工具,可以通过应用自动和半自动算法对肺癌影像资料的感兴趣区域提取大量影像特征,寻找这些特征与临床诊疗数据之间的深层关系,揭示肺癌的发生、发展及临床转归规律。影像组学可以无创获取肺部肿瘤整体异质性信息,在良恶性肺结节的判定、肿瘤基因表型和放疗反应的预测等方面具有巨大临床应用潜能。本文就CT影像组学在辅助肺癌放疗方面的最新研究进行综述。      

CT图像影像组学特征参数变化与放射性肺炎的相关性研究

目的 应用影像组学技术分析发生放射性肺炎(RP)的肺癌患者定位及复位CT图像特征参数变化,筛选与RP发生密切相关的指标。方法 选取放疗后经过随访发生2级及以上RP的肺癌患者31例,获取其放疗前的定位CT图像和经过40 Gy放疗后的复位CT图像,将患侧肺和健侧肺设置为提取参数的ROI,在完成正常肺组织自动分割后,使用IBEX软件进行radiomics特征参数的提取,比较这些特征参数在定位和复位CT图像中的差异。结果 (1)每个时段的单侧肺分别提取了86个有效参数指标;(2)放疗前患侧肺和健侧肺差异有统计学意义的参数指标有22个;(3)复位CT中健侧肺和患侧肺差异有统计学意义的参数有12个;(4)患侧肺放疗前后差异有统计学意义的参数有28个;(5)健侧肺放疗前后差异有统计学意义的参数有28个。结论 在发生RP的肺癌患者中,部分CT影像组学特征在定位和复位CT间差异显著,对这些指标动态变化的追踪分析具有预测RP发生的潜在优势。     

原发性肝细胞癌的CT影像组学分析

目的:应用影像组学方法量化原发性肝细胞癌在CT增强扫描时“快进快出”的影像学表现。 方法:在平扫期、动脉期、门脉期上勾画肿瘤靶区（GTV）和部分正常肝脏组织,提取所勾画靶区的特征值,量化GTV以及正常肝脏组织在不同时相上影像组学特征值的差异。 结果:共提取55个特征,正常肝脏组织和GTV在平扫期与动脉期、平扫期与门脉期、动脉期与门脉期所提取的特征差异具有统计学意义的分别有7、8、22个和35、41、33个;GTV与正常肝脏组织在平扫期差异具有统计学意义的特征有49个,动脉期46个,门脉期38个;有6个特征与 “快进快出”现象有关。 结论:基于影像组学技术量化不同强化时机肝细胞癌和正常肝脏组织的特征,为追踪肝细胞癌肿瘤异质性及动态变化提供有效的手段。     

带有预处理的计划CT和在线CT的形变配准方法

CT扫描中,水溶性碘造影的存在使得计划CT和在线CT图像中血管内的HU值出现非常大的偏差,从而导致计划CT和在线CT图像错配。针对该问题,本研究提出了一种基于预处理的计划CT和在线CT形变配准方法。首先,根据CT图像组织和结构的信息,利用阈值分割方法分割出血管,并将所有分割中最大的联通区域作为初始分割的强化血管;其次,利用分割得到的强化血管区域外扩5 mm,作为外扩的强化血管,并将血管用固定的HU值进行填充;最后,对完成填充后的图像利用Demons算法进行形变配准。实验结果显示本文提出的带有预处理的形变配准方法,可以较好地解决水溶性碘造影剂引起的CT错配问题。     

一种医用直线加速器多叶光栅的位置检测系统

针对医用直线加速器多叶光栅提出一种直接的位置检测设计方案。首先,对光栅叶片前端使用标记物进行标记,将摄像机固定于多叶光栅下等中心位置并对相机进行标定;其次,使用摄像机获取多叶光栅运动的视频图像,并通过通用串行总线传输到个人计算机端;然后,利用相机的标定参数对图像进行矫正,并计算叶片实际位移与图像像素移动个数的比例,最终通过该比例以及像素移动个数来计算标记点的实际位移量。在仿真实验中,使用该方法对38个感兴趣点分别移动2、4、7、11 cm位置进行测试,摄像机可以准确捕捉到38个测试点,结果显示感兴趣测试点位置测算准确,误差均在1 mm以内,满足系统要求。本研究有望为放疗临床治疗过程中多叶光栅自检提供一定的指导。