CT和MRI图像融合在颅内肿瘤三维适形放疗中应用分析

CT和MRI图像融合在颅内肿瘤三维适形放疗中应用分析

吴晓宏雷小林陈首名彭振宇赵健赵丽金彪

攀枝花学院附属医院肿瘤科四川攀枝花617000

【摘要】目的：探讨CT和MRI图像融合在颅内肿瘤三维适形放疗中的应用。方法：以我院我院收治的38例颅内肿瘤患者为研究对象，利用自制的适宜GE1.5T头部线圈的泡沫固定枕，在XIO放疗计划系统工作站将CT和MRI图像进行融合，勾画肿瘤靶区（GTV），并对靶区进行适形放疗，观察CT和MRI图像融合定位的准确度。结果：本组38例患者病变部位均能在CT和MRI图像融合中清楚显示，CT扫描患者最小体积、最大体积及平均靶区体积均明显小于CT和MRI图像融合显示结果（P＜0.05）。结论：利用自制泡沫枕将CT和MRI图像融合明显优于CT和MRI单独使用，可为颅内肿瘤三维适形放疗提供较为精确的肿瘤靶区，值得临床推广使用。

【关键词】颅内肿瘤；自制泡沫固定枕；电子计算机断层扫描；磁共振成像；三维适形放疗

颅内肿瘤是神经外科常见疾病，又名脑瘤，发病年龄多集中于20-50岁，男性发病率稍多于女性，确切病因目前尚不清楚[1]。三维适性放疗是颅内肿瘤的重要治疗方法之一，对肿瘤靶区的精确勾画直接关系肿瘤的局部控制，患者的预后及相关毒副反应。图像融合技术是将CT和MRI各自的优势有机融合在一起，精确勾画靶区的图像处理方法，目前已广泛用于前列腺癌、鼻咽癌等肿瘤的放射治疗，但由于没有同体位；同角度；同层面的完整图像融合，不能更好的确定靶区。本研究将CT和MRI图像融利用自制泡沫枕，用于38例颅内肿瘤患者的肿瘤靶区勾画，进行三维适形调强放疗，探讨其应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料选取2015年2月至2016年3月于我院确诊的颅内肿瘤患者38例。纳入标准：①所有研究对象均经病理和手术证实为颅内肿瘤；②有清晰且完整的CT和MRI图像资料；③年龄20-50岁；④自愿签署研究知情书。排除标准：①图像显示有明显伪影者；②CT和MRI扫描体位不一致者。其中男21例，女17例；年龄24-46岁，平均（35.21±5.66）岁；脑胶质瘤15例，肺癌转移肿瘤13例，乳腺癌转移肿瘤10例。

1.2CT和MRI扫描

1.2.1体位固定CT患者仰卧于治疗床，头颈肩热塑膜固定体位，自下颌角至双侧侧脑室进行扫描，基线平行听眶线。MRI利用自制泡沫定位枕放到线圈内扣头部模网，进行固定扫描。以达到CT和MRI同体位;同方向;同角度。

1.2.2CT扫描患者保持体位，采用德国西门子双源CT对患者进行模拟定位，颅顶至胸锁关节为扫描范围，层厚3.0mm（无间距），电流400mAs，电压20kVp，机架角度0。造影剂均采用高压注射器注射。

1.2.3MRI扫描患者保持固定体位，采用美国GE公司生产的1.5T超导MRI进行扫描，，自颅顶至颈椎下1cm为扫描范围，层厚3.0mm，矩阵512×512，重复时间500ms，回拨时间15ms。

1.2.4图像融合与靶区勾画将CT和MRI扫描图像传至XIO工作站，分别在CT和MRI重建三维图像中选取相同解剖结构点（至少3个）作为基准点，后让其自动融合。然后再由医生以便于参照的大血管和组织为参照，人为进行图像融合。期间医师仔细调整图像，提高精准度，以防融合误差。待两个图像基本融合一致，勾画靶区。

1.3观察指标①CT、MRI及融合图像清晰度比较；②分别在CT及融合后图像上计算靶区体积。

1.4统计学分析采用SPSS20.0软件处理数据，计量资料，采用t检验，（）描述。所有数据检验结果均当P＜0.05时视为差异显著。

2结果

2.1CT、MRI及融合图像准确率及清晰度比较

38例患者病变部位在CT和MRI融合图像上均能清楚显示，其中25例（65.79%）融合图像可同时反映CT和MRI信息；2例（5.26%）CT和MRI均显示颅咽管瘤，但CT图像中无法勾画视神经（敏感组织）轮廓；2例（5.26%）CT显示为单发转移瘤，MRI为多发瘤，需要变换治疗方法；4例（10.53%）在CT图像中靶区位置不明确，需MRI补充。5例（13.16%）CT和MRI图像显示靶区体积相差较大，以MRI结果为准。

2.2CT及融合后图像靶区体积比较CT最小体积、最大体积及平均靶区体积均明显小于融合后图像靶区体积，差异有统计学意义（P＜0.05），详细数据见表1。

3讨论

随着精准放疗时代的到来，靶区几何边界勾画的位置误差已经从cm发展为mm。在颅内肿瘤放疗中，受肿瘤局部结构复杂的影响，精确勾画放疗靶区便是三维适形放疗的基本要求。CT可以为临床提供必需的电子密度信息和精准空间分辨，所以常被用于三维适形放疗中剂量不均匀的矫正等。且CT图像能够显示出肿瘤对骨质的侵润程度，对组织密度较大的组织敏感性高，所以常规CT扫描对于多种病理过程的分析均非常适用。然而有学者研究证明，CT对软组织的分辨率不高，且在颅内肿瘤扫描中，不能明确显示出后颅窝的肿瘤[2-3]。MRI不仅能够清晰的分辨脑白质、脑灰质、脂肪、筋膜及肌肉等软组织，还具有多方面成像功能，对颅脑肿瘤的诊断十分有利。但是MRI受磁共振弛豫信号的影响，无法反应出机体密度，所以不能直接用于放疗中剂量计算。可见CT和MRI均有各自的优缺点，单一使用不能达到颅内肿瘤所有征象完全显示的要求。

图像融合是将同一患者的多项影像学资料利用计算机多模态图像技术有机结合，以实现多种信息同步化，提高诊疗水平的一种图像后处理方法。这种方法一方面减少了医生需同时比对多张影像资料的工作量，有效避免了审片者的主观误差。另一方面图像融合和配准准确性高，对具有相关性的影像资料均适用。张海南等学者研究证明，CT和MRI图像融合后勾画肿瘤靶区可显著提高勾画的精准度[4]。本研究结果中，CT和MRI均能显示出患者的病变组织，但是CT受颅骨伪影及强化不明显等因素的干扰，不能有效确定丘脑及脑干病变、海绵状血管瘤、脑转移瘤等。本研究在进行扫描的过程中为最大限度减少误差，所有患者均固定同一体位接受扫描，最终CT和MRI融合图像靶区体积显著高于单纯CT扫描，与沈君姝等学者研究结果相一致[5]，说明单纯CT或MRI扫描确定靶区会有部分丢失现象，可信度不高。

综合所述，CT和MRI融合图像技术再利用自制的线圈泡沫定位枕可有效结合CT和MRI各自单独的优势，弥补单一使用精确度低，体位和角度不同；图像信息不完整等缺陷，进一步提高颅内肿瘤三维适形放疗中靶区勾画的精确性，且操作简单，患者无痛苦，值得临床深入研究推广。

参考文献

[1]马红,荣玉涛,杨春,等.1H-MRS及DTI在颅内肿瘤诊断及手术中应用的初步研究[J].中国医学计算机成像杂志,2010,16(02):101-106.

[2]陈正和,王翦,赛克,等.术后超早期CT检查判断颅内肿瘤术后出血的临床价值[J].中国神经精神疾病杂志,2015,41(11):694-697.

[3]宋世宾,杨华,陈益民,等.多排三维螺旋CT血管造影在颅内肿瘤术前评估中的应用[J].山东医药,2011,51(26):45-46.

[4]张海南,汤日杰,张书旭,等.CT/MRI融合图像在盆腔肿瘤放疗靶区勾画中的应用[J].中国医疗设备,2011,26(05):154-156.

[5]沈君姝,王朋,朱锡旭,等.MRI与CT图像融合在颅内肿瘤的靶区勾画和对治疗计划影响的初步研究[J].生物医学工程与临床,2013,17(04):363-366.