四维CT联合四维锥形束CT在肺癌立体定向放射治疗中的应用研究进展

以立体定向放射治疗(SBRT)为代表的高精度放射治疗在肺癌治疗的各个阶段发挥重要作用,而医学影像技术的进步、更加精确的剂量计算方法以及先进的影像及剂量验证算法的应用则为高精准放射治疗的实现提供保证。四维CT(4D CT)能够较好的显示肿瘤受呼吸影响的个体化运动,四维锥形束CT(4D-CBCT)作为勾画并获得肿瘤内靶区(ITV)的一种图像引导技术(IGRT),可以为实现精准治疗提供保证,上述两种技术结合能够纠正位移误差,实施监测肿瘤的运动范围并确保运动的靶区在照射范围内,是实施SBRT的保证。以肺癌精确放射治疗应用研究中的IGRT为切入点,综述4D CT联合4D-CBCT在肿瘤SBRT中的临床应用价值,旨在为肺癌的临床放射治疗提供参考。

四维CT血管造影在急性缺血性脑卒中的研究进展

四维CT血管造影(4D-CTA)是一种能够可视化脑血流动力学的成像方式,目前在缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)患者的诊断和评估中发挥越来越重要的作用。相较于常规CTA,4D-CTA能更可靠地显示侧支血管的存在和范围,检测大血管的闭塞以及评估血栓负荷。本文就4D-CTA在AIS中的研究进展作一综述。

四维CT剂量重建在立体定向放射治疗正常组织受照剂量评估研究

目的:利用四维CT(4DCT)剂量重建技术,分析患者因呼吸运动引起的正常组织剂量偏差,进而准确评估立体定向放射治疗(SBRT)中正常组织受照剂量。方法:采用回顾性分析法,选取应用4DCT定位技术的SBRT患者20例,利用4DCT的10个时相,统计分析肺体积变化规律,选出该患者的吸气末与呼气末时相。将平均密度投影(AIP)时相上制作的计划(PlanA)重建到吸气末和呼气末时相,分别生成新的计划PlanI和PlanE,并与PlanA的正常组织中肺的5%、10%及20%受照体积和平均受照剂量(V_(5)、V_(10)、V_(20)、D_(mean)),心脏、食管的D_(mean),脊髓的最大受照剂量D_(max)和D_(mean)进行对比分析。结果:在20例患者中,AIP图像计划PlanA与呼气末计划PlanE在肺的V_(5)、V_(10)、V_(20)及D_(mean)比较,差异有统计学意义(t=2.276,t=2.278,t=2.657,t=2.187;P<0.05),其余正常组织的剂量学比较无统计学意义;除肺D_(mean)外,PlanI和Plan A的正常组织剂量差异均无统计意义。结论:利用4DCT技术重建呼气、吸气时相计划,研究呼吸运动对SBRT实际正常组织受照剂量的影响,能够为准确评估正常组织受照剂量提供参考依据。

四维CT技术在放疗中的应用

介绍了四维CT技术在国内肿瘤放疗中的应用现状,阐述了四维CT图像采集的软件参数设置方法和具体操作步骤,以及使用四维CT图像勾画肿瘤靶区的应用方法,以期提高诊断的准确率,更好地为临床服务。

基于四维CT和TumorLoc软件测定肺下叶呼吸动度

目的:利用四维CT(4D-CT)和Tumor Loc软件,研究肺下叶(右膈肌层面)距离脊柱不同位置处的呼吸动度。方法:采用放疗专用Philips Brilliance 24排大孔径CT定位机对10例行真空垫固定的患者进行4D-CT模拟定位扫描,将每个呼吸周期的CT图像平均分为10个呼吸时相。通过Tumor Loc软件打开每例患者的10个呼吸时相图像,获得肺下叶内(右膈肌层面)距离脊柱40、50、60、70、80、90 mm处血管中心点在三维方向的位移,分析位移变化及左右距离脊柱相同距离位置处三维方向的相关性。结果:左肺下叶(右膈肌层面),距离脊柱40、50、60、70、80、90 mm位置处,呼吸动度在Z方向(头脚)分别为(9.5±2.5)mm、(9.7±2.6)mm、(9.5±2.5)mm、(9.3±2.3)mm、(9.7±2.5)mm、(9.5±2.6)mm;右肺下叶(右膈肌层面),距离脊柱40、50、60、70、80、90 mm位置处,呼吸动度在Z方向(头脚)分别为(10.5±2.7)mm、(11.4±3.1)mm、(11.3±3.2)mm、(11.5±3.0)mm、(11.6±4.0)mm、(11.7±4.3)mm;左右相同距离位置处,X方向(左右)、Y方向(前后)差异无统计学意义(P>0.05)。左右相同距离位置处,Z方向(头脚)在40、50、60 mm处差异有统计学意义(P分别为0.005、0.007、0.005);Z方向在70、80、90 mm处差异无统计学意义(P>0.05)。结论:应用4D-CT通过Tumor Loc软件可精确测量肺下叶(右膈肌层面)不同位置处在三维方向的呼吸运动度。

四维CT影像中不同方法勾画肺内病灶作为照射靶区的体积差异

目的分别在常规三维CT（3DCT）的自由呼吸下任意时相（FCT0）和四维CT（4DCT）影像上分别勾画肺内孤立性结节作为靶区并分析其体积差别。方法 8例患者（17个原发性肺内结节）和4例患者（转移性结节）分别接受FCT和4DCT扫描,4DCT分别按2、3、4、5、10个等间隔时相、最大密度投影（MIP）重建。对同一个肺结节分别在FCT（FCT0）和4CDT中的不同时相勾画肿瘤大体体积（GTVx0,x=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9）。在3DCT中的FCT0均匀外放1、2、3、4和5 mm形成获得FCTx（x=1,2,3,4,5）,分别用2、3、4、5、10个时相上勾画的GTV求并集获得合成GTV即ITVx（x=2,3,4,5,10）。用配对t检验分别比较FCT0、MIP与GTVx0、FCTx0、ITVx的差异。结果与FCT0相比,4DCT中GTVx0（x=0,1,2,3,4,5,6）减小21%32%,GTVx0（x=7,8,9）减少7%-13%（P<0.05）。在FCT0基础上外放边界每增加1 mm,FCTx的绝对体积增加69 cm3,增加16%31%;当外放边界分别为1、2,3、4和5 mm时,FCT1、FCT2、FCT3、FCT4和FCT5的体积分别较FCT0增加27%、68%、96%、141%、198%倍。所有ITVx体积均大于MIP体积,与MIP相比,ITVx的体积增加24%-54%;ITV2、ITV3均与MIP的体积无明显差别（P>0.05）,ITV4、ITV5、ITV10与MIP有明显差别（P<0.05）。结论同一个肺内病灶通过不同CT影像手段获得的靶区体积有明显差别,在肺癌放疗（特别是立体定向放疗）计划设计时需考虑该差异。

基于四维CT的相位与幅值重建算法在肺靶体积确定中的临床评估

目的：比较四维CT（4DCT）的2种重建算法在肺部靶区勾画中的差异。方法 ：选取20例经病理确认为肺癌的患者,外周型9例、中央型11例。每名患者分别扫描重建方式为相位（phase-binning）算法和幅值（amplitude-binning）算法的2组4DCT。同一医师分别在每组4DCT的10个时相和最大密度投影（maximum intensity projections,MIP）图像上勾画GTV10_p、GTVMIP_p、GTV10_a、GTVMIP_a,比较四者的体积和中心坐标差异。结果 ：外周型：GTV10_p/GTVMIP_p、GTV10_a/GTVMIP_a、GTV10_p/GTV10_a、GTVMIP_p/GTVMIP_a分别为1.17±0.05、1.16±0.05、1.02±0.02、1.01±0.02;四者中心点在X、Y、Z轴上的差异小于1 mm且无统计学意义（P〉0.05）。中央型：GTV10_p/GTVMIP_p、GTV10_a/GTVMIP_a、GTV10_p/GTV10_a、GTVMIP_p/GTVMIP_a分别为1.20±0.53、1.17±0.20、1.34±0.66、1.32±0.32;四者中心位置差异最大超过10 mm,无统计学意义（P〉0.05）。结论 ：对于外周型病灶,amplitude-binning与phase-binning重建算法无明显差异,但不同的勾画方式表现出在10组CT上勾画融合的GTV10比在MIP图像上勾画的GTVMIP大16%~17%;对于中央型病灶,amplitude-binning与phase-binning算法有明显差异,在呼吸不平稳时,amplitude-binning算法比phase-binning算法去伪影效果好,因此建议当患者呼吸平稳时采用phase-binning算法,当呼吸不平稳时采用amplitude-binning算法。外周型病灶在MIP图像上勾画GTV可靠;中央型病灶,由于MIP图像上勾画的GTV MIP对高密度组织区分不精确,因此建议采用GTV10方式勾画。

基于四维CT下胸部肿瘤调强计划中心脏和食道的剂量评估

目的:基于四维CT(4DCT)探讨综合评估位置和体积不断改变的心脏和食道吸收剂量的方法。方法:将1个呼吸周期等分成10个时相点采集,重建得到的CT数据传至Pinnacle TPS工作站。定义各个时相下心脏和食道体积,统计分析其体积的变化特点;选用最大密度投影处理靶区,并设计放疗物理计划,统计心脏V40在10个呼吸时相中的变化,并作算术平均处理;统计食道最大剂量(Dmax)在10个呼吸时相中的变化,并以剂量最高的Dmax作为评估食道的指标。结果:心脏和食道体积随呼吸呈现出无规律变化的特点,心脏的变化最大可达14.7%,食道的可达24.4%;但体积的变化对心脏的V40和食道的Dmax的影响并不太大。结论:基于4DCT算术平均处理Vx和以剂量最高的Dmax作为评估指标可能是一种合理的处理方法。

基于四维CT的肝脏各部分和膈肌的呼吸移动度的分析

目的:用四维CT(four-dimensional computed tomography,4DCT)的方法研究膈肌和肝脏各部分的呼吸移动度,并分析它们之间的关系。方法:对31例有肝脏内占位性病灶的患者行静脉增强4DCT扫描,在生成的10个呼吸时相的CT图像上分别勾画膈肌、肝脏内占位性病灶并测量其呼吸移动度。结果:膈肌在头脚方向上的呼吸移动度为(9.9±3.8)mm。肝脏各部分的呼吸移动度不等,肝右叶上部、肝左叶、肝中部与膈肌头脚方向的呼吸移动度均无显著差异(P>0.05),经线性相关分析,呈高度线性正相关(相关系数分别为0.997、0.985、0.996,P<0.05)。肝右叶下部、肝门区的移动度均显著小于膈肌的呼吸移动度(P<0.05)。结论:肝脏各部分的呼吸移动度不同,膈肌呼吸移动度可以代表肝右叶上部、肝中部和肝左叶在头脚方向的呼吸移动度。

基于四维CT和锥形束CT确定非小细胞肺癌放疗靶区外放边界

目的:探讨非小细胞肺癌(NSCLC)放疗靶区外放边界的确定。方法:首先随机抽取14例做体部立体定向放疗(SBRT)的NSCLC患者,所有患者序贯行平扫3DCT和四维CT(4DCT)扫描,采用4DCT定位和锥形束CT(CBCT)治疗前扫描评估放疗靶区随呼吸运动的位移和摆位误差,然后结合呼吸运动位移和摆位误差数据计算出NSCLC放疗靶区外放边界。结果:肿瘤中心点左右、前后、上下方向位移分别为(0.18±0.11)、(0.21±0.14)、(0.86±0.85)cm。肿瘤边界3个方向位移分别为(0.48±0.30)、(0.59±0.44)、(0.50±0.33)cm。摆位系统误差3个方向分别为(0.03±0.24)、(0.02±0.43)、(0.02±0.26)cm。利用肿瘤中心点、边界和摆位位移得出NSCLC肿瘤外放边界3个方向最大为0.72、0.74、1.30 cm。结论:放射治疗肿瘤组织(RTOG)推荐肺部肿瘤外放边界为左右、前后0.50 cm,上下1.00 cm,与之相比,利用本研究方法计算各个方向的外放边界比原来RTOG提出的外放标准更加精确,给个体化放疗外放边界的选取提供了很好的依据。

应用四维CT进行放疗模拟定位的问题及解决方案

四维CT(Four-Dimensional Computed Tomography,4D-CT)技术将时间与空间因素相结合,能够显示患者体内肿瘤靶区的运动范围,在放疗工作中的应用日益广泛。然而,由于4D-CT的相关设备和技术较复杂,在放疗模拟定位的具体应用中存在诸多问题,阻碍了该技术的进一步推广应用。对于使用西门子CT模拟机联合瓦里安实时位置管理系统进行4D-CT扫描,本文首先介绍了应用上述设备对放疗患者进行4D-CT模拟定位过程中存在的诸多问题;然后针对上述问题,参照本部门的经验,介绍了相应的具体解决方案,包括对热塑膜做方形开口、制作泡沫楔形块、调节红外摄像头、去除金属饰品、评估患者呼吸曲线、制作放疗4D-CT扫描协议模板等;最后介绍了上述解决方案的具体应用效果,为工作人员更好地应用4D-CT对患者进行放疗模拟定位,提供了有益的参考。

基于四维CT的肺癌靶区联合图像引导放疗技术的应用研究

目的:将基于四维CT的肺癌靶区联合图像引导放疗技术肺癌中,对其应用进行研究。方法:选取2017年5月~2019年6月收治的33例肺癌患者进行研究,所有患者均行四维CT扫描定位,各患者得到10组呼吸时相,分别制定3D、4D计划,对两者相关指标进行比较,执行4D计划,记录放疗近期疗效及不良反应。结果:4D计划PTV与3D计划相比相对更大,4D计划CTV与3D计划相比相对更小,4D计划双肺V20、MLD与3D计划相比相对更低,不同计划间各项指标差异有统计学意义(P<0.05);本组33例患者均无中断治疗、失访等情况出现,放疗总有效率为63.64%;本组33例患者急性放射性损伤、急性放射性食管炎不良反应发生率分别为42.42%、51.52%。结论:基于四维CT的CT的肺癌靶区联合图像引导放疗技术应用价值较高,可减少PTV体积,利于提升放疗剂量的精准度,提高患者生存质量,值得应用及推广。

Philips大孔径四维CT成像优化和质量保证

0引言肿瘤放射治疗中,呼吸运动具有空间不确定性,并可导致计划和治疗的错误。屏住呼吸、主动呼吸等抑制呼吸运动的方法在一般情况下是可实现的,但对于部分患者却难以实现[1]。因此,使用四维CT（four dimensional CT,4DCT）来获得和测量平静呼吸状态下胸腹部肿瘤的运动轨迹,成为放射治疗中一种普遍的临床技术。

四维CT的放疗技术在肺癌三维调强放射治疗中的应用

目的探讨四维CT的放疗技术在肺癌三维调强放射治疗中的应用效果。方法回顾性分析我院42例肺癌患者应用四维CT的放疗技术治疗的临床资料。结果 42例患者均获得随访,其中完全缓解6例,部分缓解27例,无好转8例,进展1例,总有效率为78.57%。其中急性放射性肺损伤1级34例(80.95%),2级7例(16.67%),3级1例(2.38%),急性放射性食管炎1级34例(80.95%),2级3例(7.14%)。4D计划CTV高于3D计划,PTV小于3D计划,肺V20、MLD低于3D计划,差异有统计学意义(P<0.05)。结论四维CT应用于肺癌三维调强放射治疗中可行、有效,能够减少计划靶区的体积,提高放射治疗疗效。

四维CT扫描参数和扫描模式对CT值的影响

目的:研究四维CT的不同扫描参数和模式对图像CT值的影响。方法:在扫描条件一致的情况下,测量电子密度模体中相应的组织替代材料的CT值均值及标准差,分析曝光时间和旋转时间参数对电影扫描和轴向扫描模式的影响,并比较轴向扫描、螺旋扫描和电影扫描3种模式之间的差异。结果:电影扫描模式下,CT值相差较大的有CB2 50%(含有50%碳酸钙的骨)和致密骨两处:旋转时间分别为0.5 s/rot和1.0 s/rot时,CT值差值分别为14.7 HU和23.1 HU,均小于3.0%;轴向扫描模式下,致密骨处CT值相差较大:旋转时间分别为0.5 s/rot和4.0 s/rot时,CT值差值为27.1 HU(2.4%)。相同扫描条件下对同一组织扫描,电影扫描与轴向扫描模式间差别可忽略不计;螺旋扫描与轴向扫描模式,对低密度组织成像CT值差别较大,如呼气态肺和吸气态肺相对密度误差分别为4.3%和2.3%,致密骨的CT值误差较大为46.0 HU,换算成相对电子密度误差为1.6%。结论:旋转时间与曝光时间参数对电影扫描及轴向扫描的影响基本可忽略不计。相同扫描条件下对同一组织扫描,3种扫描模式间差别可忽略不计。

智能一体化四维CT在肺癌模拟定位中的应用

目的:评价智能一体化四维CT(4D-CT)在肺癌模拟定位中的应用。方法:选择在医院行放射治疗的10例肺癌患者,通过行智能一体化4D-CT扫描,观察患者4D-CT扫描所得图像,并对图像质量进行评价。结果:10例患者的4D-CT图像均不存在缺损、断层及错层现象,且模拟定位准确,可用于制定放射治疗计划。结论:智能一体化4D-CT技术在肺癌放射治疗中能够准确定位,操作简单高效,可为肺癌患者精准放射治疗提供依据。

四维CT确定肝癌放疗内靶区的临床应用

目的:探讨四维CT(four-dimensional computed tomography,4DCT)扫描的勾画方法,以及其在快速确定肝脏肿瘤内靶区(internal target volume,ITV)中的作用。方法:2011年1月至2013年8月,便利抽样选择复旦大学附属肿瘤医院接受放疗的17例肝癌患者为研究对象,对其进行4DCT扫描。采用5种方法确定内靶区,即ITV_(AllPhase)、ITV_(2Phase)、ITV_(MIP)、ITV_(MinIP)和ITV_(2M)。将ITV_(AllPhase)作为参考标准计算靶区,其他4种方法生成的ITV与之比较,得出体积的百分比、适形指数(matching index,MI)、低估的体积百分比。同时评估了肿瘤大小/呼吸幅度比值对4种ITVs的影响。结果:肿瘤的呼吸运动幅度在上下方向最显著,为(8.4±3.5)mm。ITV_(2M)的体积大小最接近参考体积(ITV_(AllPhase)),其次是ITV_(2Phase),最差的是ITV_(MinIP)和ITV_(MIP)。ITV_(2M)的MI为(0.93±0.03);其次是ITV_(2Phase),为(0.89±0.05);最差的为ITV_(MinIP)和ITV_(MIP),分别为(0.81±0.10)和(0.82±0.10)。经过分析ITV_(2Phase)的MI和肿瘤大小与呼吸幅度的比例正相关,(r=0.524,P=0.031)。ITV_(2M)与参考体积(ITV_(AllPhase))低估的体积百分比最小,为(0.07±0.03);其次是ITV_(2Phase),为(0.12±0.06);最差的是ITV_(MinIP)和ITV_(MIP),分别为(0.18±0.10)和(0.18±0.12)。肿瘤大小与呼吸幅度的比例与ITV_(2M)的低估值无相关性(r=-0.34,P=0.18);但与ITV_(2Phase)的低估值负相关(r=-0.539,P=0.024)。结论:ITV_(2M)法可以可靠快速地确定肝癌内靶区,值得推广。

甲状旁腺四维CT在原发性甲状旁腺功能亢进症术前定位中的应用

甲状旁腺四维CT(4-dimensional computed tomography,4D-CT)是一种较新的影像学检查手段,正逐渐用于甲状旁腺肿瘤的术前定位,甚至已成为部分机构重要的补充定位手段。本文就该检查的定义及检查方法、影像学特点、诊断效能及目前存在的局限性等进行综述。

四维CT技术在肺部肿瘤患者立体定向放射治疗中的应用效果

目的评价四维CT技术(4D-CT)在肺部肿瘤患者立体定向放射治疗中的应用效果。方法选取医院2016年1月至2018年6月收治的40例肺部恶性肿瘤患者,均自愿接受立体定向放射治疗,并对其分别开展主动呼吸控制(ABC)下常规CT扫描(ABC-CT)、4D-CT扫描,比较两种技术下的不同治疗计划参数及扫描物理指标。结果 ABC-CT扫描的双肺体积大于4D-CT扫描,平均肺剂量(MLD)、计划靶区体积(PTV)、肿瘤靶区体积(GTV)小于4D-CT扫描,定位时间、治疗时间长于4D-CT扫描,差异有统计学意义(P <0. 05)。结论 ABC-CT、4D-CT在肺部肿瘤患者立体定向放射治疗中均有成效,可准确定位,尤其ABC-CT靶区匹配精度高,4D-CT适用于耐受性好、行呼吸管理的较小肿瘤体积患者,ABC方式适用于体力较好、照射体较小患者,临床可根据患者情况,采取适宜的定向方式。

恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用

目的:探讨恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用。方法:收治行立体定向放射治疗的肺部恶性肿瘤患者17例,分别在主动呼吸控制状态下行常规CT扫描(ABC-CT)、自由呼吸状态下行常规CT扫描(FB-CT)与四维CT扫描(4D-CT),比较检查效果。结果:4D-CT的定位时间、治疗时间低于ABC-CT(P<0.05);4D-CT的PGTV/GTV、PGTV、静态GTV高于ABC-CT(P<0.05);与FB、MeanIP-CT、CTO比较,ABC的双肺体积明显增大,把区定位更为精确,正常肺组织照射剂量明显减少。结论:ABC-CT与4D-CT在放射治疗中均能获得比较理想的定向效果,但ABC方式的临床特征更为理想。