基于图像融合技术的放疗靶区定义研究

成都军区昆明总医院肿瘤科 刘 均

第四军医大学生物工程系 董秀珍

目的：探讨在肿瘤的三维适形放射治疗和调强放射治疗中，肿瘤靶区的不明确、不稳定的定义，依靠图像融合技术将具有多种影像的肿瘤图像进行定义，以及提高融合精度而制作的立体定向定位系统。方法：相对于CT、MRI解剖结构成像设备，以PET、fMRI、MRS为代表的可以反映肿瘤内部生物学特性的影像将对于肿瘤放射治疗靶区定义提供新的靶区范围；这些功能影像设备可以提供肿瘤发育细胞、乏氧细胞、和可增殖的细胞的区域，我们把这些不同细胞包括的区域作为放射治疗“生物靶区”。为了检测融合软件的融合图像的定位精度，我们为此制作了一个定位检验装置，并利用了人体假模，进行融合图像定位精度分析。利用RAHD公司提供的融合软件对靶区的定义：采取对3例典型病例（1例颅内胶质瘤，采用CT图像和MRI 图像进行融合进行靶区定义；2例肺内肿瘤，其中1例为放疗后伴纤维化改变和肺不张，采用PET 与CT图象的融合）,4名有丰富临床经验的医师(2名影象学诊断医师,2名放疗科医师)对肿瘤靶区的定义 ，利用只依据CT影像定义的靶区和利用融合图像进行的靶区定义进行临床实验。结果：通过反复设计、制作和安装，对立体定位系统在CT图像设备上的精度可以达到1mm,这对于放射治疗和检验图像融合精度能达到要求。利用此套设备得到的数据表明，RAHD图像融合软件依靠此系统可以提高融合精度（3～4 vs.1～2mm），为靶区的精确定义打下了基础。4名医师对3个病例靶区定义：只依据CT影像，各自在连续10次定义和间隔5天后的定义均存在一定的差异（但不同医师与自己对比，差异性存在，但无统计学结论）在同一病例中他们的差异更明显（相互差异有统计学意义），但如果使用融合图像，这种差异明显降低。结论：研制的立体定位装置一方面可以检验图像融合软件的精度，对于临床应用此软件有重要的指导意义；另一方面应用此装置可以提高融合图像精度。而利用融合技术，依据多种影像对靶区的定义可减少争议，可能提高靶区定义准确性，为进一步生物学靶区定义带来实验和临床依据。

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