基于HU值校正表的CBCT圖像CT值校正技術(shù)的應(yīng)用.pdf

1、目的：
　　患者每次治療前為糾正擺位誤差采集的錐形束CT(CBCT)可以有效反映患者治療時(shí)的真實(shí)解剖結(jié)構(gòu)位置，使用CBCT圖像進(jìn)行計(jì)劃優(yōu)化成為最新的研究熱點(diǎn)。然而受到較大電子散射的影響，CBCT的CT值與扇形束CT(FBCT)的CT值并不一致，直接利用CBCT圖像進(jìn)行劑量計(jì)算及計(jì)劃優(yōu)化可能產(chǎn)生較大的劑量學(xué)誤差。李洪升等人提出一種基于個(gè)體化多級(jí)HU值校正表的CBCT圖像的CT值校正方法，并將該方法用于擬人胸部模體及一例非小細(xì)胞肺癌患

2、者進(jìn)行了驗(yàn)證，快速、準(zhǔn)確地完成了CBCT圖像的CT值校正及CT值校正后的劑量計(jì)算。本課題將該項(xiàng)CT值校正技術(shù)應(yīng)用于臨床不同腫瘤患者（肺癌、食管癌、乳腺癌及鼻咽癌患者）及同一患者每分次治療中采集的CBCT系列圖像上，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的臨床應(yīng)用進(jìn)行了驗(yàn)證和推廣。
　　方法：
　　選擇肺癌、食管癌、乳腺癌及鼻咽癌患者各3例，所有患者均采用三維適形放射治療或者調(diào)強(qiáng)放射治療，放療定位同時(shí)采集1套扇形束CT(CTp)圖像，治療前采集1套CBC

3、T圖像(CBCTp)，患者每次治療前擺位后均采集CBCT(CBCT1，CBCT2，CBCT3...CBCTn)圖像。將CTp分別與每分次治療前擺位后采集的CBCTn圖像進(jìn)行剛性配準(zhǔn)及形變配準(zhǔn)，獲得兼有CBCT解剖位置結(jié)構(gòu)及CTp的CT值的融合CBCT圖像(mCBCT1，mCBCT2，mCBCT3...mCBCTn)，并以此mCBCT作為判定個(gè)體化多級(jí)HU值校正表校正效果的標(biāo)準(zhǔn)參考圖像。將CTp與CBCTp進(jìn)行剛性配準(zhǔn)及形變配準(zhǔn)獲得mCB

4、CTp，對(duì)比mCBCTp與CBCTp獲得兩者間的CT值對(duì)應(yīng)關(guān)系:將mCBCTp與CBCTp圖像從大到小分割為多級(jí)校正區(qū)域，根據(jù)像素之間的CT值對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成包涵局部區(qū)域校正信息的多級(jí)CBCTp-mCBCTp個(gè)體化CT值校正表（即CBCTp-CTp個(gè)體化CT值校正表）;利用上述多級(jí)個(gè)體化CT值校正表對(duì)患者每次治療前采集的CBCTn（體位固定方式和等中心位置與CBCTp相同）的CT值進(jìn)行逐像素校正，即可獲得具有CBCTn的解剖結(jié)構(gòu)和CTp的

5、CT值的校正CBCT圖像(cCBCT1，cCBCT2，cCBCT3...cCBCTn)。以FBCT圖像為參考基礎(chǔ)，在CBCTn、mCBCTn、cCBCTn各組圖像上分別制定典型的6MV和15MV單野、3野和5野三維適形放療計(jì)劃，能量相同的同一野數(shù)的計(jì)劃基本做到完全一致，通過(guò)對(duì)比mCBCTn與各級(jí)HU值表校正后的相應(yīng)cCBCTn圖像（n取值相同即為對(duì)應(yīng)的圖像組）的放療計(jì)劃的相關(guān)指標(biāo)及劑量分布差異，評(píng)估了當(dāng)最小校正區(qū)域大小改變時(shí)，多級(jí)HU值

6、校正表對(duì)CT值校正速度和準(zhǔn)確性的影響。
　　結(jié)果：
　　當(dāng)最小校正局部區(qū)域大小(CA1)取值(16，16，6)（分別為X軸像素?cái)?shù)，Y軸像素?cái)?shù)，Z軸層數(shù)，下同）、(32，32，12)和(64，64，24)時(shí)通過(guò)個(gè)體化HU值校正表的方法對(duì)CBCT圖像的CT值進(jìn)行校正后，cCBCTn與mCBCTn對(duì)應(yīng)圖像上的三維適形放療計(jì)劃的劑量分布差異較CBCT圖像顯著較小，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以滿足臨床需要。將1野、3野和5野相同能量級(jí)的

7、計(jì)劃進(jìn)行比較，射野數(shù)越多，其劑量分布差異越小。另外，相同野數(shù)的15MV計(jì)劃的劑量分布差異略小于6MV計(jì)劃。各組腫瘤患者圖像均顯示，隨著CA1的減小，校正時(shí)間逐漸增加，即便用時(shí)最多的(16，16，6)組，其耗時(shí)也在3min左右，能夠適用于臨床。
　　結(jié)論：
　　基于個(gè)體化多級(jí)HU值校正表校正CBCT圖像的CT值的方法能夠迅速、有效地校正頭頸部及胸部腫瘤患者CBCT圖像的CT值，為使用CBCT圖像進(jìn)行劑量計(jì)算，獲取患者靶區(qū)及危及