甘曉根，徐子海，廖福錫，黃柱飛

中國(guó)人民解放軍第三〇三醫(yī)院放療中心，廣西 南寧 530021

CT/MRI圖像融合技術(shù)在鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫(huà)中的應(yīng)用價(jià)值

甘曉根，徐子海，廖福錫，黃柱飛

中國(guó)人民解放軍第三〇三醫(yī)院放療中心，廣西 南寧 530021

目的 探討 CT/MRI融合技術(shù)在鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫(huà)中的應(yīng)用價(jià)值。方法 對(duì)50例經(jīng)病理證實(shí)的鼻咽癌患者進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療，分別在CT及CT/MRI融合圖像下勾畫(huà)鼻咽癌腫瘤靶區(qū)，比較CT組和CT/MRI組勾畫(huà)的靶區(qū)體積的差異性。結(jié)果 CT組和CT/MRI組勾畫(huà)的平均靶區(qū)體積分別為（29.18±19.12） cm3和（33.57±20.63） cm3，兩組對(duì)比有顯著性差異（P<0.05）。在T1、T2、T3期中，兩組體積對(duì)比差異明顯（P<0.05）；在T4期中，兩組體積對(duì)比差異不明顯（P>0.05）。結(jié)論 CT/MRI融合技術(shù)結(jié)合CT和MRI兩種不同成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有助于進(jìn)一步提高鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫(huà)的精確性。

CT/MRI圖像融合技術(shù)；鼻咽癌；放療

放射治療是鼻咽癌的主要治療方法之一，發(fā)展至今已進(jìn)入了精確放療時(shí)代，腫瘤靶區(qū)勾畫(huà)的精確性將直接影響鼻咽癌局部控制率和周?chē)ｋU(xiǎn)器官的毒副反應(yīng)。目前，較高端的放療計(jì)劃系統(tǒng)已開(kāi)發(fā)出圖像融合軟件，為用戶提供CT/MRI圖像融合或CT/PET圖像融合功能，讓用戶能在同一水平面結(jié)合兩種不同成像技術(shù)的成像特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，更準(zhǔn)確地勾畫(huà)各種靶區(qū)及危險(xiǎn)器官。本文通過(guò)應(yīng)用Oncentra MasterPlan 3.0計(jì)劃系統(tǒng)軟件，分別在CT和CT/MRI圖像上進(jìn)行鼻咽癌原發(fā)腫瘤靶區(qū)的勾畫(huà)和體積計(jì)算，比較兩者對(duì)鼻咽癌靶區(qū)勾畫(huà)的準(zhǔn)確性，探討CT/MRI融合技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇我科2012年6月～2013年11月經(jīng)病理證實(shí)的50例鼻咽癌患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：① 所有病例均經(jīng)病理證實(shí)；② 有完整、清晰的CT及MRI資料，且患者均于入院后放療前一周完成掃描，掃描體位及相關(guān)參數(shù)按融合要求設(shè)定。排除標(biāo)準(zhǔn)：① MRI掃描體位與CT掃描體位明顯不一致者；② 有明顯偽影者。

50例患者中，男38例，女12例，年齡22～64歲，平均42歲。根據(jù)2008年鼻咽癌分期標(biāo)準(zhǔn)[1]：T1期7例（局限于鼻腔），T2期15例（侵犯至鼻腔、口咽、咽旁間隙），T3期10例（侵犯顱底、翼內(nèi)?。琓4期18例（侵犯顱神經(jīng)、鼻竇、翼外肌及以外的咀嚼肌間隙、海綿竇、腦膜等）。

1.2 CT/MRI掃描

（1）體位固定：按調(diào)強(qiáng)放射治療體位要求進(jìn)行體位固定?；颊咂教捎谥委煷?，兩側(cè)激光燈對(duì)準(zhǔn)外耳孔，縱軸激光燈與體中線重合，下頜骨上臺(tái)與水平面垂直，用頭頸肩熱朔膜固定體位。

（2）CT定位掃描：采用SIEMENS CTVision系統(tǒng)的SOMATOM OPEN型40層螺旋CT掃描機(jī)對(duì)患者進(jìn)行模擬定位掃描。掃描基線垂直于水平面，掃描范圍：從顱頂?shù)叫劓i關(guān)節(jié)下緣3 cm，掃描層厚為3 mm，連續(xù)掃描，增強(qiáng)劑用23%的碘海醇。

（3）MRI定位掃描：采用飛利浦Achieva 3.0T TX多源超高場(chǎng)強(qiáng)磁共振成像系統(tǒng)，掃描體位盡可能與CT定位時(shí)的體位一致。在MRI激光燈下重新復(fù)位，兩側(cè)激光燈對(duì)準(zhǔn)外耳孔，縱軸激光燈與體中線重合，下頜骨與水平面垂直，掃描需融合的序列Axial FSE T2fs時(shí)，掃描基線與水平面垂直。掃描序列：T1WI SE序列、T2WI SE序列、STIR序列，掃描層厚為5 mm，掃描范圍從眼眶上緣到胸鎖關(guān)節(jié)，造影劑采用釓一二乙三胺五醋酸（Gd-DTPA），注射劑量為0.1 mmol/kg。

1.3 圖像融合及靶區(qū)勾畫(huà)

掃描完成后，將圖像傳輸至Oncentra MasterPlan 3.0計(jì)劃系統(tǒng)。首先使用自動(dòng)匹配法進(jìn)行配準(zhǔn)，將CT和MRI圖像通過(guò)最大共有信息法自動(dòng)配準(zhǔn)融合，軟件會(huì)根據(jù)兩組圖像的像素、密度、解剖結(jié)構(gòu)等信息，自動(dòng)尋找共有信息最大的各個(gè)相應(yīng)的圖像層面并進(jìn)行匹配。對(duì)自動(dòng)配準(zhǔn)法配準(zhǔn)效果不滿意時(shí)，可結(jié)合LandMark標(biāo)記法人工手動(dòng)融合，匹配者可根據(jù)較固定的解剖結(jié)構(gòu)如齒狀突、視神經(jīng)等內(nèi)參考點(diǎn)對(duì)兩組圖像不同層面進(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)記，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)配準(zhǔn)兩組圖像相應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)，并對(duì)像素、密度等信息進(jìn)行校正，完成整組圖像的匹配。配準(zhǔn)效果由我科副主任以上醫(yī)師進(jìn)行判定，對(duì)體位相差大、有偽影的配準(zhǔn)圖像進(jìn)行淘汰，對(duì)配準(zhǔn)效果不理想的進(jìn)行重新匹配。配準(zhǔn)效果如圖1所示。本文只描述鼻咽癌腫瘤靶區(qū)（Gross Tumor Volume，GTV）的勾畫(huà)情況。先由主治以上醫(yī)師按ICRU62號(hào)[2]報(bào)告規(guī)范的勾畫(huà)要求，在CT圖像及CT/ MRI融合圖像上進(jìn)行GTV的勾畫(huà)，由副主任以上醫(yī)師進(jìn)行審核、評(píng)估，最終得到兩組GTV體積，分別標(biāo)記為GTVCT和GTVCT/MRI。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料描述采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差不同組間體積差異采用配對(duì)t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CT和CT/MRI組平均靶區(qū)體積比較

CT組和CT/MRI組勾畫(huà)的平均靶區(qū)體積分別為（29.18±19.12） cm3和（33.57±20.63） cm3，兩組對(duì)比有顯著性差異（P<0.05），見(jiàn)表1。

表1 CT和CT/MRI組平均靶區(qū)體積比較

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2.2 不同T分期的GTVCT和GTVCT/MRI比較

T1、T2、T3期的GTVCT和GTVCT/MRI比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P值均<0.05，分別為0.022、0.008、0.010），T4期的GTVCT和GTVCT/MRI經(jīng)比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.756＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 不同T分期的GTVCT和GTVCT/MRI比較

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3 討論

目前腫瘤放射治療已經(jīng)進(jìn)入了精確放療時(shí)代，由于放療劑量分布在三維方向上與靶區(qū)形狀高度適形，因此靶區(qū)的勾畫(huà)精度也由cm級(jí)別的幾何（邊界）位置誤差向mm級(jí)別發(fā)展，精確勾畫(huà)放療靶區(qū)是精確放療的基本保障和基本依據(jù)[3]。在鼻咽癌放療中，由于腫瘤侵潤(rùn)的廣泛性及局部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，如何使放療靶區(qū)得到精確勾畫(huà)是目前精確放療研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。MRI能很好地顯示鼻咽部周?chē)浗M織結(jié)構(gòu)和重要器官，如顯示鼻咽癌顱內(nèi)侵犯、椎前間隙、咽旁間隙等，同時(shí)也可多方位多序列成像。MRI已被中國(guó)鼻咽癌臨床分期工作委員會(huì)確立為鼻咽癌分期的首選影像技術(shù)[1]。但目前的放療計(jì)劃系統(tǒng)仍然以CT圖像的電子密度信息為主要依據(jù)進(jìn)行放射治療劑量的計(jì)算，而MRI影像技術(shù)采用磁共振弛豫信號(hào)成像，不能完全反映機(jī)體密度，尚未能直接用于放射治療計(jì)劃的劑量計(jì)算。CT/MRI圖像融合技術(shù)，使CT及MRI的成像優(yōu)劣得到互補(bǔ)，醫(yī)生在CT圖像上勾畫(huà)靶區(qū)時(shí)可參考和對(duì)比MRI影像學(xué)表現(xiàn)。

王曉敏等[4]認(rèn)為，通過(guò)圖像融合勾畫(huà)GTV，明顯提高了靶區(qū)勾畫(huà)的精確性。本研究發(fā)現(xiàn)，CT/MRI組勾畫(huà)的平均靶區(qū)體積及T1、T2、T3分期中的靶區(qū)體積均較CT組勾畫(huà)的靶區(qū)體積大，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。分析其原因，筆者認(rèn)為與融合圖像的特點(diǎn)有關(guān)。醫(yī)學(xué)圖像融合就是多方面協(xié)同應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)，將多元信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將互補(bǔ)信息綜合為一體，為醫(yī)學(xué)診斷、人體結(jié)構(gòu)和功能提供更加充分的信息[5-6]。且MRI有著較高的軟組織分辨率，不僅能夠顯示各種軟組織的形態(tài)學(xué)特征，而且能夠顯示各軟組織生理生化的變化情況[7]。尤其是鼻咽癌腫瘤在MRI T2序列上呈高信號(hào)，能較清晰顯示出其侵潤(rùn)的范圍，使醫(yī)生在勾畫(huà)較早期鼻咽癌靶區(qū)時(shí)不會(huì)遺漏。早期鼻咽癌呈侵潤(rùn)性生長(zhǎng)，在器官形態(tài)學(xué)發(fā)生變化時(shí)，或許已有癌細(xì)胞侵潤(rùn)，如鼻咽癌對(duì)斜坡的侵潤(rùn)。CT往往只能發(fā)現(xiàn)一些形態(tài)學(xué)已發(fā)生改變的侵犯，而融合圖像能發(fā)現(xiàn)CT未能顯示的侵潤(rùn)范圍。

Emami等[8]認(rèn)為，在CT/MRI圖像上勾畫(huà)的靶區(qū)體積比在CT圖像上勾畫(huà)的大74%，單憑CT或MRI來(lái)勾畫(huà)原發(fā)灶都會(huì)導(dǎo)致部分靶區(qū)缺失。楊紅茹等[9]的研究也得出相似的結(jié)論。對(duì)于T4期鼻咽癌，在CT圖像和CT/MRI融合圖像中勾畫(huà)的靶區(qū)體積差別不大，筆者認(rèn)為可能是因?yàn)門(mén)4期鼻咽癌靶區(qū)體積較大，對(duì)各肌間隙及顱底等結(jié)構(gòu)造成破壞，使其發(fā)生了較明顯的形態(tài)學(xué)改變。

綜上所述，CT/MRI融合技術(shù)能結(jié)合CT及MRI兩種不同成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有助于進(jìn)一步提高鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫(huà)的精確性。

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Application Value of CT/MRI Image Fusion Technique in the Delineating of Target Area for Radiotherapy of Nasal Pharyngeal Cancer

GAN Xiao-gen, XU Zi-hai, LIAO Fu-xi, HUANG Zhu-fei
Radiation Therapy Center, The 303rdHospital of PLA, Nanning Guangxi 530021, China

Objective To explore the clinical value of CT/MRI image fusion technique in the delineating of gross tumor volume in intensity-modulated radiotherapy for nasal pharyngeal cancer (NPC). Methods 50 patients confirmed as NPC by pathology were treated with intensity-modulated radiotherapy. The gross tumor volumes (GTVs) were delineated under CT images and CT/MRI fusion images respectively. Then the differences of GTVs between CT group and CT/MRI group were compared. Results The average GTVs of CT group and CT/MRI group were (29.18±19.12) cm3and (33.57±20.63) cm3respectively, and the differences were signif i cant (P＜0.05). Comparing to the T stage, the two groups had obvious differences of GTVs on T1, T2 and T3 stage (P＜0.05), but not obvious on T4 stage (P＞0.05). Conclusion CT/MRI image fusion technology which combines CT and MRI, is helpful to improve the accuracy of delineating gross tumor volume in radiotherapy for NPC.

CT/MRI image fusion technique; nasal pharyngeal cancer; radiotherapy

R739.63；R815

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.059

1674-1633(2014)11-0163-03

2014-04-09

作者郵箱：425647874@qq.com