三种图像自动配准技术在头颈部肿瘤放射治疗摆位偏移检测中的对比研究

目的:比较影像追踪(iSCOUT)、锥形束电子计算机断层扫描(CBCT)图像及千伏级数字X射线摄影(KVDR)3种图像自动配准技术在头颈部肿瘤图像引导放射治疗摆位偏移检测中的配准精度和效率,探讨iSCOUT图像引导放射治疗定位系统的临床应用价值。方法:使用仿真人头颈模体模拟肿瘤放射治疗摆位偏移,分别通过iSCOUT、CBCT和KVDR的3种图像自动配准技术获得配准图像,与系统导入的计划CT图像或数字重建X射线摄影(DRR)图像进行自动配准得到摆位偏移,完成移床测量出配准误差,比较3种图像配准的误差及所需时间(T)。结果:摆位偏移在2 mm、4 mm和6 mm时,iSCOUT、CBCT及KVDR配准误差两两比较均无统计学差异;摆位偏移在8 mm、10 mm、12 mm和14 mm时,CBCT与KVDR相比差异具有统计学意义(F=4.664,F=2.554,F_(1)=4.209,F=2.193;P<0.05),iSCOUT与CBCT、iSCOUT与KVDR相比均无统计学差异;摆位偏移在16 mm时,CBCT与iSCOUT、CBCT与KVDR相比均有统计学差异(F=3.745,P<0.05),而iSCOUT与KVDR相比无统计学差异。配准所需时间为TiSCOUT(96.34±4.30)s,T_(CBCT)(191.89±6.25)s,T_(KVDR)(155.30±6.59)s,两两比较差异均有统计学意义(F=1105.060,P<0.01)。结论:iSCOUT图像引导放射治疗定位系统在模拟摆位偏移检测中的配准精度与CBCT和KVDR相当,但配准效率最优。

研究和对比三种图像自动配准技术在头颈部肿瘤放射治疗摆位偏移检测中的应用价值

目的:对比和分析在头颈部肿瘤放射治疗摆位偏移检测中应用三种图像自动配准技术的价值。方法:选取头颈部肿瘤患者21例,放射治疗前模拟定位并制定放疗计划、检测摆位偏移并实施图像配准,比较千伏级数字X射线摄影(KVDR)、锥形束电子计算机断层扫描(CBCT)及电子射野影像装置(EPID)在3mm、5mm、7mm、9mm及12mm各摆位偏移上的配准误差及配准时间。结果:KVDR、CBCT及EPID在3mm、5mm、7mm、9mm及12mm各摆位偏移上的配准误差差异均有统计学意义(P<0.05),与KVDR及EPID相比,CBCT的配准精度最差,差异有统计学意义(P<0.05)。KVDR、CBCT及EPID配准时间差异均有统计学意义,EPID配准效率最高,其次为KVDR及CBCT(P<0.05)。结论:EPID图像引导放射治疗定位系统在摆位偏移检测中的配准效率最高,配准精度略低于KVDR。

基于锥形束CT的骨性自动配准、灰度自动配准在不同部位食管癌放疗中的摆位误差偏移差值比较

目的比较基于锥形束CT(CBCT)的骨性自动配准、灰度自动配准在不同部位食管癌放疗中的摆位误差偏移差值,探讨其精确程度。方法食管癌患者47例,按照肿瘤位置分为颈段及胸上段(统称为上段)14例,胸中段(统称为中段)21例,胸下段及食管贲门连接处肿瘤(统称为下段)12例。采用Truebeam直线加速器对患者进行放疗,并利用CBCT系统收集患者放射治疗首次以及疗程中每周一次的CBCT摆位验证图像,共完成272次CBCT扫描,将扫描结果导入放疗计划系统内与定位CT图像进行图像融合比较。采用骨性自动配准和灰度自动配准分别获取左右X轴、腹背Y轴、头脚Z轴三个方向上的摆位误差,由医师使用手动配准模式得到手动配准摆位误差。根据骨性自动配准记录患者在三个方向上的摆位误差为A,根据灰度自动配准记录三个方向上的摆位误差为B,由医师使用手动配准记录三个方向上的误差为C,以C为标准计算前两种自动配准模式的摆位误差偏移差值(|C-A|、|CB|)。结果在上段、中段食管癌放疗中,骨性自动配准与灰度自动配准在X、Y、Z三个方向的摆位误差偏移差值均无明显差异(P均>0.05)。在下段食管癌放疗中,骨性自动配准与灰度自动配准在X方向的摆位误差偏移差值无明显差异(P>0.05),而灰度自动配准在Y、Z方向的摆位误差偏移差值小于骨性自动配准(P均<0.05)。结论对于中上段食管癌,基于CBCT的骨性自动配准与灰度自动配准均可用来评估患者放疗过程中的摆位误差,对于下段食管癌,灰度自动配准更加精确。