基于錐形束CT和計(jì)劃CT形變配準(zhǔn)方法在肺癌中的應(yīng)用研究.pdf

1、目的：通過定量和定性分析肺部計(jì)劃CT與KV級(jí)錐形束CT(KV CBCT)應(yīng)用形變配準(zhǔn)軟件進(jìn)行的自動(dòng)勾畫器官輪廓的可行性，再利用該軟件對(duì)肺部腫瘤患者的kV級(jí)錐形束CT圖像和常規(guī)CT圖像進(jìn)行形變配準(zhǔn)，以獲得治療過程中病人新的器官輪廓，通過利用新的器官輪廓進(jìn)行的自適應(yīng)放療和常規(guī)靜態(tài)放療計(jì)劃進(jìn)行比較，評(píng)估二者劑量學(xué)差異的特點(diǎn)，通過本研究，比較使用該種方法的自適應(yīng)放療的優(yōu)勢(shì)。
　　 方法：首先選取5例肺癌患者的1套定位CT圖像和每位患者的

2、各10套擺位驗(yàn)證KVCBCT圖像進(jìn)行，在CBCT和計(jì)劃CT之間進(jìn)行形變配準(zhǔn)的器官輪廓自動(dòng)勾畫和手工器官輪廓勾畫，比較形變配準(zhǔn)和剛性配準(zhǔn)后的輪廓的DICE相似性系數(shù)、靈敏度和陽性預(yù)測(cè)值等差異。然后在對(duì)上述5例肺部腫瘤患者治療前行肺部KV級(jí)錐形束CT(CBCT)掃描，每三天掃描一次，每次掃描兩組，把兩組圖像進(jìn)行拼接，每個(gè)病人總共可以得到10次的錐形束CT的拼接以后的拼接的圖像，將所獲得的拼接的CBCT圖像和用來做計(jì)劃CT圖像導(dǎo)入形變配準(zhǔn)(D

3、IR)軟件系統(tǒng)進(jìn)行圖像的形變配準(zhǔn)，并通過軟件自動(dòng)勾畫輪廓的功能獲得新的器官輪廓，然后再將新的輪廓移植到計(jì)劃CT圖像上并導(dǎo)入計(jì)劃系統(tǒng)，分別進(jìn)行放療計(jì)劃的勾畫和設(shè)計(jì)，射野的設(shè)置及放療計(jì)劃要求完全一致。然后將分次CBCT計(jì)劃相加，得到累積劑量計(jì)劃(DA plan)，分析比較CT計(jì)劃(CT plan)和劑量累積(DA plan)的左肺劑量和右肺劑量及雙肺、脊髓以及計(jì)劃靶區(qū)體積(PTV)的分次劑量，并且利用獲得的累積劑量和劑量體積直方圖(DVH)

4、。
　　 結(jié)果：在對(duì)錐形束CT和定位CT進(jìn)行形變配準(zhǔn)的輪廓自適應(yīng)在勾畫的可行性研究中，形變配準(zhǔn)和剛性配準(zhǔn)的DICE相似性系數(shù)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值分別是3.888，4.405，3.879，4.826，2.041；P值分別是0.000，0.000，0.000，0，0.047；)，體表輪廓、左右肺、心臟和脊髓的DSC平均值分別高0.9％，4％，1.7％，3.4％，1.6％。體表輪廓形變配準(zhǔn)自動(dòng)勾畫比左右肺、心臟、脊髓的DSC平均值

5、分別高10.9％，9.4％，22％，30.9％。通過比較利用形變配準(zhǔn)的自適應(yīng)放療計(jì)劃和傳統(tǒng)靜態(tài)的放療計(jì)劃，PTV最大、最小、平均劑量的累加值DA plan計(jì)劃(69.6±1.06、41.12±17.45、55±21.18)Gy，CT plan計(jì)劃(70.45±0.78、58.49±4.31、66.27±1.63)Gy，DA plan計(jì)劃小于CT plan(z=-2.023，p=0.043)；左、右肺、雙肺的V5、V10、V20、V30、

6、V50，DA plan計(jì)劃與CT plan計(jì)劃統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，DA plan

7、)；左右肺及雙肺平均劑量累積值DA plan為(26.72±5.22、35.5±0.97、14.1±0.90)Gy，CT plan計(jì)劃為(31±4.94、46.5±1.71、16.2±1.45)Gy，DA plan計(jì)劃　　 結(jié)論：利用形變配準(zhǔn)軟件進(jìn)行的器官輪廓自動(dòng)勾畫，DICE、SENS、PPV差異要明顯小于剛性配準(zhǔn)，