基于錐形束CT和計劃CT形變配準方法在肺癌中的應用研究.pdf

1、目的：通過定量和定性分析肺部計劃CT與KV級錐形束CT(KV CBCT)應用形變配準軟件進行的自動勾畫器官輪廓的可行性，再利用該軟件對肺部腫瘤患者的kV級錐形束CT圖像和常規(guī)CT圖像進行形變配準，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行的自適應放療和常規(guī)靜態(tài)放療計劃進行比較，評估二者劑量學差異的特點，通過本研究，比較使用該種方法的自適應放療的優(yōu)勢。
　　 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套擺位驗證KVCBCT圖像進行，在CBCT和計劃CT之間進行形變配準的器官輪廓自動勾畫和手工器官輪廓勾畫，比較形變配準和剛性配準后的輪廓的DICE相似性系數(shù)、靈敏度和陽性預測值等差異。然后在對上述5例肺部腫瘤患者治療前行肺部KV級錐形束CT(CBCT)掃描，每三天掃描一次，每次掃描兩組，把兩組圖像進行拼接，每個病人總共可以得到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圖像和用來做計劃CT圖像導入形變配準(D

3、IR)軟件系統(tǒng)進行圖像的形變配準，并通過軟件自動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劃CT圖像上并導入計劃系統(tǒng)，分別進行放療計劃的勾畫和設計，射野的設置及放療計劃要求完全一致。然后將分次CBCT計劃相加，得到累積劑量計劃(DA plan)，分析比較CT計劃(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、。
　　 結果：在對錐形束CT和定位CT進行形變配準的輪廓自適應在勾畫的可行性研究中，形變配準和剛性配準的DICE相似性系數(shù)值差異有統(tǒng)計學意義(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％。體表輪廓形變配準自動勾畫比左右肺、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的自適應放療計劃和傳統(tǒng)靜態(tài)的放療計劃，PTV最大、最小、平均劑量的累加值DA plan計劃(69.6±1.06、41.12±17.45、55±21.18)Gy，CT plan計劃(70.45±0.78、58.49±4.31、66.27±1.63)Gy，DA plan計劃小于CT plan(z=-2.023，p=0.043)；左、右肺、雙肺的V5、V10、V20、V30、

6、V50，DA plan計劃與CT plan計劃統(tǒng)計學分析，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計劃為(31±4.94、46.5±1.71、16.2±1.45)Gy，DA plan計劃　　 結論：利用形變配準軟件進行的器官輪廓自動勾畫，DICE、SENS、PPV差異要明顯小于剛性配準，