Catalyst HD和皮肤标记线肺癌SBRT摆位精度比较

目的 比较光学表面引导放疗系统Catalyst HD和皮肤标记线两种摆位方式在肺癌立体定向放疗(SBRT)中的摆位精度。方法 选取24例SBRT病例,均采用仰卧位和真空垫固定,分别利用Catalyst HD(A组)和皮肤标记线(B组)进行摆位,并通过CBCT和定位CT刚性配准方式获取床左右(x轴向)、升降(y轴向)、进出(z轴向)、床旋转(Rtn)、进出倾斜(Pitch)、左右转动(Roll)配准误差。结果 A组和B组六维度配准误差取绝对值后平均值±标准差依次为(0.13±0.12) cm和(0.25±0.19) cm、(0.26±0.15) cm和(0.13±0.11) cm、(0.23±0.19) cm和(0.35±0.29) cm、(0.43°±0.40°)和(0.80°±0.69°)、(0.48°±0.47°)和(0.79°±0.64°)、(0.62°±0.60°)和(0.88°±0.70°)。上述六组数据正态性检验除B组x轴向外均不服从正态分布,两组差异均有统计学意义(P<0.05)。两组数据中超限误差(>0.5cm/2°)差异也有统计学意义(P<0.05)。结论 Catalyst HD方式六维度配准误差均低于标记点方式(y轴向除外),Catalyst HD方式摆位精度优于传统标记点,具有较好临床应用价值。     

医科达磁共振加速器初步临床实践

目的 初步分析医科达磁共振加速器(Unity MR-Linac)摆位精度及流程时间等相关问题。方法 回顾Unity MR-Linac实验入组患者共 14例,统计分析所有分次的治疗时间(包括摆位、扫描、重新制订计划和出束时间)和各个方向的摆位误差。随机选取常规加速器使用一体架固定的患者 11例,统计摆位误差。成组t检验两组摆位误差的差异。结果 Unity组患者在左右、进出、升降方向的摆位误差分别为(-0.15±0.30)、(0.02±0.57)、(-0.10±0.28) cm;总体平均治疗时间为36.87min,其中摆位平均时长5.40min,扫描平均时长7.48min,自适应计划平均时长7.46min,出束平均时长9.48min。常规加速器组患者在上述3个方向的误差分别为(0.05±0.25)、(-0.01±0.25)、(-0.03±0.23) cm。两组摆位误差在左右方向不同(P<0.001),进出和升降方向相近(P=0.061、0.374)。结论 除左右方向外,在无激光灯情况下患者的摆位误差与常规加速器摆位误差相近。应用流程在顺利情况下治疗时间也在患者承受范围之内。MR引导放疗应用前景广阔,流程上需要优化。     

鼻咽癌乏氧区MRI影像组学特征分析

目的 分析鼻咽癌乏氧区MR图像中影像组学特征,为乏氧区识别和分析提供参考。方法 回顾分析32例初诊鼻咽癌患者¹⁸F-FMISO-PET图像和短期内获得的MRI T1、T2、T1+图像。在MR图像勾画GTV,以4h的PET图像为依据勾画乏氧区域(GTV-H),将GTV减乏氧区定义为非乏氧区(GTV-NH)。提取GTV-H与GTV-NH影像组学特征,比较二者影像组学特征在不同MRI序列图像中差异。结果 GTV-H平均值为(10.92±11.02) cm³,GTV-NH平均值为(7.21±5.70) cm³。GTV-H与GTV-NH在MRI-T1中的灰度强度中全域最小值(ID-GM)获得的最大变化率为46%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5);在MRI-T2中的灰度游程矩阵长游程因子(LRE)、长游程高灰度因子(LRHGLE)、长游程低灰度因子(LRLGLE)平均变化率达136%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5);在MRI-T1+中的ID-GM、LRE、LRHGLE、HRLGLE变化率>90%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5)。结论 MRI部分影像组学特征可客观反映鼻咽癌肿瘤靶区乏氧区域,量化和追踪这些特征变化有利于对鼻咽癌乏氧区域的识别。     

鼻咽癌乏氧区MRI影像组学特征分析

目的 分析鼻咽癌乏氧区MR图像中影像组学特征,为乏氧区识别和分析提供参考。方法 回顾分析32例初诊鼻咽癌患者¹⁸F-FMISO-PET图像和短期内获得的MRI T1、T2、T1+图像。在MR图像勾画GTV,以4h的PET图像为依据勾画乏氧区域(GTV-H),将GTV减乏氧区定义为非乏氧区(GTV-NH)。提取GTV-H与GTV-NH影像组学特征,比较二者影像组学特征在不同MRI序列图像中差异。结果 GTV-H平均值为(10.92±11.02) cm³,GTV-NH平均值为(7.21±5.70) cm³。GTV-H与GTV-NH在MRI-T1中的灰度强度中全域最小值(ID-GM)获得的最大变化率为46%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5);在MRI-T2中的灰度游程矩阵长游程因子(LRE)、长游程高灰度因子(LRHGLE)、长游程低灰度因子(LRLGLE)平均变化率达136%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5);在MRI-T1+中的ID-GM、LRE、LRHGLE、HRLGLE变化率>90%(P<0.05、AUC>0.7、约登系数>0.5)。结论 MRI部分影像组学特征可客观反映鼻咽癌肿瘤靶区乏氧区域,量化和追踪这些特征变化有利于对鼻咽癌乏氧区域的识别。     

MR增强延迟扫描成像在保乳术后俯卧位照射患者瘤床靶区勾画中的应用

目的 基于形变配准探讨保乳术后术腔血清肿不可见或低可见度(CVS≤2)患者行俯卧位照射时MR增强延迟扫描成像在瘤床(LC)勾画中的应用。方法 26例患者入组。分别在俯卧位CT定位图像、俯卧位MR定位T2WI成像及增强延迟2、5、10min的T1WI成像上勾画LC并分别定义为LCCT、LCT2、LC2T1、LC5T1和LC10T1。基于形变配准进行CT与MR图像LC间体积与位置的比较。结果 LCT2、LC2T1、LC5T1、LC10T1体积似均大于LCCT体积,且LC2T1、LC5T1与LCCT间体积差异有统计学意义(均P<0.05)。LC10T1与LCCT间的包含度(DI)、适形指数(CI)、相似度指数(DSC)、靶区中心距离(COM)均似优于LCT2与LCCT、LC2T1与LCCT及LC5T1与LCCT,但差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论 基于俯卧位MR定位增强延迟扫描成像勾画低CVS患者LC靶区是可行的,无论是靶区体积大小还是靶区空间位置,基于T1WI增强延迟10min扫描所勾画LC靶区与基于俯卧位CT图像上金属钛夹所勾画的最接近。     

C57BL/6小鼠放射性心肺功能不全动物模型建立

目的 建立C57BL/6小鼠放射性心肺功能不全动物模型。方法 24只雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组、照射组。照射组接受胸部局部单次20 Gy电子线照射,照后饲养6个月。超声心动检查心功能,血气分析检测血氧分压(PaO₂),Tunel染色法检测细胞凋亡,Masson染色法检测心肺纤维化。结果 照射组LVEF (68.60±10.92)%与对照组(81.75±8.79)%降低(P<0.01);照射组心脏凋亡指数(23.90±6.60)%比对照组(3.25±3.38)%增高(P<0.01);照射组心脏CVF (15.42±5.72)%比对照组(1.45±0.64)%增高(P<0.01)。照射组PaO₂(86.10±7.60) mmHg比对照组PaO₂(107.16±9.01) mmHg下降(P<0.01);照射组肺脏凋亡指数(27.90±8.94)%比对照组(2.50±3.55)%增高(P<0.01);照射组肺脏CVF (17.76±5.77)%比对照组(2.50±3.55)%增高(P<0.01)。结论 辐射使心肺凋亡纤维化重塑,进而导致心肺功能的下降,成功构建C57BL/6小鼠放射性心肺功能不全动物模型。     

自制“倾倒式”治疗床减小胸腹部肿瘤放疗摆位误差可行性与有效性

目的 CT模拟定位和放疗过程中均使用自制“倾倒式”治疗床进行摆位,探讨其减小摆位误差的可行性和有效性。方法 选取 2016年3-9月于肿瘤医院进行放疗的 22例胸腹部肿瘤患者,根据是否使用“倾倒式”治疗床随机分为2个组,每组 11例。试验组使用“倾倒式”治疗床实现患者由直立位转换至仰卧位,对照组采用常规的患者自主仰卧位。所有患者均在自主呼吸的状态下接受定位CT扫描,根据IGRT协作组的规范化建议进行图像配准。记录并分析CBCT扫描平移误差和旋转误差配准数据,根据“四参数模型”计算2个组摆位误差。结果 试验组x、y、z轴向平移误差和范围分别为(-0.012±0.128)、(0.272±0.123)、(0.089±0.105) cm和 0.29~0.70、0.23~0.70、0.14~0.53 cm,对照组的分别为(0.006±0.198)、(-0.108±0.396)、(-0.096±0.176) cm和 0.27~0.75、0.56~2.08、0.34~0.89 cm。结论 自制“倾倒式”治疗床可以提高胸腹部肿瘤放疗的摆位重复性,减少摆位误差,尤其是y轴向上的摆位误差。     

基于诊断CT影像组学对食管癌放疗疗效早期评估

目的 探讨分析诊断级CT图像特征预测食管癌放疗效果的可行性。方法 33例接受调强放疗的Ⅰ-Ⅳ期食管癌患者;治疗期间采用CT-on-rail影像系统获取CT图像,MIM图像系统获取大体肿瘤、脊髓和无照射组织(NIT)的容积、CT平均值、标准差、斜度等影像特征数据,并观察其变化。根据治疗后3个月随访结果将患者分为有效组(完全缓解+部分缓解)24例、无效组(无变化+进展)9例。采用自行设计Matlab软件动态分析组间差异。结果 33例患者的肿瘤容积、CT平均值随照射剂量增加而逐渐减小,有效组、无效组容积和CT平均值分别减少42.46%、21.76%和5.76HU和3.66HU,有效组下降幅度较无效组更显著(P<0.005);无效组的斜度随放疗剂量增加而下降,有效组的斜度变化趋势则相反,两组变化值分别为0.503和-0.450(P=0.034);脊髓和NIT随照射剂量增加无变化。结论 分析放疗期间食管癌患者CT图像的特征数据可能早期预测放疗疗效。     

放疗中基于超声形变场获取伪计算机断层扫描图像的研究

目的 提出一种改良的基于超声(US)形变场下获得伪CT图像(CTps)方法。方法 选用3例术后宫颈癌患者CT与三维US图像数据,包括模拟定位阶段获取的CT与US图像,以及治疗1周后摆位验证阶段获取的锥形束CT (CBCT)与US图像。制作基于两幅US图像全局成像重叠区域(OROW)的掩模和感兴趣区域重叠部分(OROI)的掩模,并分别应用于US图像间的配准中,得到两种形变场。分别将两种形变场应用于模拟CT图像得到两种CTps,比较不同CTps与CBCT的配准精度。结果 基于OROI、OROW及不加任何掩模下所得CTps与CBCT的相关系数(CC)的平均值分别为0.95、0.82及0.64,归一化灰度均方根误差(NMSE)平均值分别为0.12、0.42及0.57。结论 基于OROI所得掩模下获取的US形变场应用到CTsim时获得的CTps与CBCT的配准效果最好。     

辅助体表标记摆位方法在胸腹部超重患者中的应用

目的 探讨辅助体表标记摆位方法是否可以减少胸腹部肿瘤超重患者放疗摆位误差。方法 入组2018年1-12月在福建医科大学附属第一医院行放疗的胸腹部肿瘤超重患者60例,随机均分成两组:A组用常规体表标记摆位,B组用常规体表标记+辅助体表标记摆位,均采用头体一体式体位固定板+热塑体膜固定;治疗前行锥形束CT扫描并在线自动匹配,记录各方向平移摆位误差数据,两组摆位误差比较采用t检验。结果 A组和B组在左右、头脚、腹背方向的摆位误差分别为(4.47±2.91) mm和(2.97±1.68) mm (P<0.001)、(5.43±2.61) mm和(3.21±1.62) mm (P<0.001)、(3.87±2.40) mm和(2.59±1.57) mm (P<0.001)。结论 采用辅助体表标记摆位方法可以减少胸腹部肿瘤超重患者的摆位误差,能提高治疗摆位重复性。     

瓦里安机载图像引导系统在鼻咽癌图像引导放疗中联合应用的探索

目的:比较瓦里安OBI引导系统的千伏级锥形束CT (KV-CBCT)、千伏级平面成像(KV-planar)、兆伏级电子射野影像装置(MV-EPID)3种图像系统的综合性能,探索3种系统在鼻咽癌每日图像引导放疗中联合应用的价值。方法:利用人体仿真头颈模体在左右/前后/头脚方向分别进行KV-CBCT、KV-planar、M...     

胸部肿瘤放射治疗三种体位固定方式的比较分析

目的:利用图像引导设备研究三种固定装置对胸部肿瘤摆位误差大小的影响。方法:回顾性分析我科2015年3月1日至9月30日30例胸部肿瘤患者,三种体位固定方式各入组10例,应用Varian RapidArc Cone-Beam CT(CBCT)对所有入组胸部肿瘤患者进行图像验证,验证患者摆位误差,每例患者行CBCT 10次,共计300次,与原始定位CT图像进行比较,采取骨性配准,得出相应的摆位误差并记录。通过研究患者升降床方向（Vertical,Vrt）,进出床方向（Longitudinal,Lng),左右方向（Lateral,Lat)的系统误差值、随机误差值、靶区的偏移量及≤5 mm摆位次数进行比较得出哪种固定方式有较大的优势。结果:三组患者（A组:热塑体模组;B组:负压真空袋组;C组:翼型板联合负压真空垫组）的摆位误差,通过两两比较我们可以发现C组为最优。三组不同固定方式在Vrt(升降床方向)、 Lng(进出床方向)和Lat(左右方向)的摆位误差分别为A组（-0.12±0.42）cm、（-0.23±0.70)cm、(-0.04±0.39)cm;B组（0.23±0.31）cm、（-0.21±0.63)cm、(-0.03±0.37)cm;C组（0.23±0.33）cm、（0.05±0.41)cm、(0.06±0.33)cm。在Vrt方向的P值分别为A vs B:P=0.000、A vs C:P=0.000、B vs C:P=0.281;在Lng方向的P值分别为A vs B:P=0.007、A vs C:P=0.871、B vs C:P=0.004;在Lat方向的P值分别为A vs B:P=0.022、A vs C:P=0.489、B vs C:P=0.113。结论:胸部肿瘤放疗时不可避免存在一定程度摆位误差,为减少摆位误差影响,建议使用翼型板联合真空垫对胸部肿瘤患者进行固定。     

ASIR-V重建算法在胸部低剂量CT诊断肺结节中的临床价值

目的:探讨胸部低剂量CT结合基于多模型的迭代重建算法（ASIR-V）在肺结节诊断中的临床价值。方法:收集行Revolution CT胸部平扫的肺结节患者40例。患者首次检查时先采用常规剂量胸部CT扫描,预设噪声指数为14 HU,图像重建采用滤波反投影法（FBP）;若发现肺结节者,于肺结节局部层面进行低剂量靶扫描,预设噪声指数为24 HU,图像采用60%ASIR-V算法进行重建。记录两种扫描模式下肺结节的检出数,测量肺结节的大小、CT值、噪声值以及肺组织CT值和噪声值,并计算肺结节的信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）。两名有经验的放射科医师采用5分法对两种扫描模式下整体图像质量以及部分肺结节的特殊形态学征象进行主观评分。记录两种扫描模式中患者的CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP),并计算有效剂量(ED)。结果:常规剂量扫描ED为(3.20±1.14) mSv,低剂量扫描ED为(1.64±0.29) mSv,辐射剂量减低约48.8%。常规剂量扫描共检出108个肺结节,低剂量扫描共检出107个肺结节,低剂量CT扫描肺结节检出率为99.07%。低剂量60%ASIR-V图像和常规剂量FBP图像在肺结节的大小、CT值、SD值、SNR及CNR方面差异均无统计学意义（P＞0.05）。两名医师对两组图像的主观评分差异亦无统计学意义（P＞0.05）。结论:在低剂量CT扫描中,运用60% ASIR-V算法对于肺结节的检出、肺结节形态学特征的显示与常规剂量FBP图像质量差异不大,但其辐射剂量明显降低。     

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T 2加权图像及造影剂注射5、60 min后的T 1加权增强图像,处理两次T 1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T 2加权图像有无液化坏死...     

主动呼吸控制与自由呼吸配合bodyfix固定装置用于胸部肿瘤SBRT对比研究

目的 初步比较主动呼吸控制(ABC)技术与自由呼吸(FB)模式配合bodyfix固定装置在胸部肿瘤立体定向放疗(SBRT)的差异。方法 随机选取 40例胸部肿瘤行SBRT患者,均分为ABC组和FB组。两组采用bodyfix固定装置固定后CBCT扫描图像与计划参考图像配准,得到左右、头脚、前后方向平移误差。校正摆位误差后SBRT同时逐弧行分次内CBCT并配准,直至治疗结束。结果 ABC组患者配准后左右、头脚、前后方向摆位误差分别为(0.25±0.21)、(0.28±0.21)、(0.21±0.24) cm,FB组的分别为(0.31±0.22)、(0.32±0.21)、(0.37±0.23) cm (均 P<0.05)。心 脏V30Gy、患侧 肺V20Gy、V30GyABC组患者明显低于FB组患者(0.31%∶7.35%、24.5%∶32.9%、19.5%∶25.8%,均 P<0.05)。结论 ABC技术配合bodyfix固定装置在胸部肿瘤SBRT中可能优于FB模式,建议大样本进一步研究。     

An MRI comparative image evaluation under diagnostic and radiotherapy planning set-ups using a carbon fibre tabletop for pelvic radiotherapy

PurposeTo quantitatively and qualitatively evaluate and compare MR images acquired from the usual diagnostic set-up with images acquired in a radiotherapy set-up.Materials and methodsMR images of a phantom and 18 prostate cancer patients imaging using the usual diagnostic set-up with a curved tabletop (DX-set-up) and using a radiotherapy set-up (RT-set-up) with a flat tabletop, were analysed retrospectively. Quantitative assessments were made by measuring signal-to-noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR). Non-parametric tests were used. Qualitative assessments were made independently by three radiologists. Inter-rater reliability was measured as the percentage of agreement and Gwet's AC2 test.ResultsThe use of the RT-set-up was linked to 19.3% SNR drop on the phantom image. Up to 24% SNR prostate drop was observed in patients’ images. Up to 34% CNR drop was observed in patients’ images. Although image quality of the RT-set-up was acceptable, all measured domains were worse than the corresponding DX-set-up. Additionally diagnostic images were linked to a better percentage of agreement among raters.ConclusionsSNR, CNR and image quality were significantly worse when using the RT-set-up than with the DX-set-up although Image quality in the RT-set-up was acceptable.     

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。     

Noise reduction in FLAIR2 images using total generalized variation,Gaussian and Wiener filtering

Purpose

Multiplication of FLAIR and T2-weighted MRI scans results in images (called FLAIR²) with an improved contrast-to-noise ratio (CNR) for multiple sclerosis (MS) lesions but with a reduced signal-to-noise ratio (SNR). Denoising of these images may therefore further improve FLAIR² image quality. The purpose of this work is to present a systematic investigation of FLAIR² image denoising methods using Gaussian, Wiener and Total Generalized Variation (TGV) filtering approaches.

热塑头肩模与头颈肩真空垫在肺癌脑转移大分割立体定向放疗中固定效果分析

目的 回顾性分析热塑头肩模单用或联合使用头颈肩真空垫在脑转移瘤大分割立体定向放疗(HFSRT)中的固定效果。方法 纳入2017—2019年间 54例非小细胞肺癌脑转移并行HFSRT患者,热塑头肩模固定 24例(单模组),热塑头肩模+真空垫固定 30例(联合组)。治疗前后分别行在线图像配准,记录疗前分次间误差及疗后分次内误差,治疗过程中应用光学表面监测分次内误差,成组t检验分析两组各方向误差差异。结果 全组患者分次间 7.0%~15.4%的水平误差≥3mm,7.0%~12.6%旋转误差≥2°;单模组比联合组前后方向水平误差小[(1.035±1.180)mm∶(1.512±0.955)mm, P=0.009],矢状位旋转误差也小(0.665°±0.582°∶0.921°±0.682°,P=0.021)。全组患者分次内误差为 0%~0.7%的水平误差>1mm,无旋转误差≥1°;联合组比单模组左右和前后方向水平误差小[(0.047±0.212)mm∶(0.246±0.474)mm, P=0.004)和(0.023±0.152)mm∶(0.140±0.350)mm,P=0.020],矢状位旋转误差也小(0.091°±0.090°∶0.181°±0.210°,P=0.001)。光学表面监测数据印证了上述结果。结论 热塑头肩模 ±头颈肩真空垫固定可达到脑转移瘤HFSRT的精度要求,但需配合在线图像配准及六维床体位校正,联合组的分次内固定效果更好。光学表面监测分次内运动有一定价值。