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。

320排CT心脏四维容积动态成像评价先天性心脏病患者左心室功能研究

目的:探讨320排CT心脏四维容积动态成像(4D-CCTA)评价先天性心脏病(CHD)患者左心室功能的价值。方法:选取医院收治的12例CHD患者,所有患者均行4D-CCTA检查及二维超声心动图检查,记录并对比患者左心室舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、每搏输出量(SV)以及射血分数(EF)等指标;分析两种检查方法所测定结果的相关性以及4D-CCTA检查在先天性心脏病左心室功能检查中的价值。结果:4D-CCTA检查测定的EDV、SV及EF高于二维超声心动图测量值,ESV低于二维超声心动图测量值,但差异均无统计学意义。Pearson线性相关分析显示,4D-CCTA与二维超声心动图两种检查方式测定的EDV、ESV、SV及EF均具有较好的相关性(r=0.962,r=0.928,r=0.925,r=0.909;P<0.05)。4D-CCTA与二维超声心动图检查的受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分别为0.892及0.875。结论:4D-CCTA与二维超声心动图在评价CHD患者左心室功能方面具有较高的相关性,能够准确评估CHD患者的左心室功能。

4D-CTA在颅内动脉瘤诊断中的应用价值

目的探讨4维CT血管造影(4D-CTA)在颅内动脉瘤诊断中的应用价值。方法收集本院2017年5月至2018年12月收治的颅内动脉瘤患者100例为研究对象。采用4D-CTA扫描方案的50例患者作为研究组,根据颅内动脉瘤是否破裂进一步分为破裂组(n=32)和非破裂组(n=18)。采用3D-CTA扫描方案的50例患者作为对照组。比较研究组、对照组主观图像质量评分,颈内动脉(ICA)、大脑中动脉(MCA)、脑实质CT值,信噪比(SNR),噪声比(CNR),辐射剂量。比较破裂组、非破裂组患者动脉瘤的4D-CTA影像学特征。对研究组患者4D-CTA各检测参数进行受试者工作特征(ROC)曲线及最佳临界点分析。结果研究组CT剂量指数、剂量长度乘积、辐射有效剂量均明显低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.01);研究组与对照组主观图像质量评分、SNR、CNR值比较无统计学差异(均P>0.05)。破裂组患者瘤颈宽、瘤体高度、瘤体长度、动脉瘤宽颈、瘤体高度/瘤颈宽、瘤体长径/载瘤动脉直径、瘤体宽颈/瘤颈宽均明显高于非破裂组,差异有统计学意义(均P<0.05)。破裂组存在子囊比率、形态不规则比率、有搏动点比率均明显高于非破裂组,差异有统计学意义(均P<0.05)。破裂组和非破裂组动脉瘤位置比较有统计学差异(P<0.01)。ROC曲线结果显示,瘤体高度/瘤颈宽、瘤体长径/载瘤动脉直径、瘤体高度、动脉瘤宽颈、瘤体宽颈/瘤颈宽、瘤体长度在颅内动脉瘤破裂的诊断中均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。结论4D-CTA能在低浓度对比剂、低辐射剂量条件下观察到颅内动脉瘤的静态特征(大小、部位、子瘤、形态等),也能体现动脉瘤壁的运动情况(搏动点),使对异常波动点的观测成为可能。4D-CTA脑血管成像技术对破裂动脉瘤的诊断具有重要的临床意义。

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。

基于Cine扫描的4D-CT图像重建系统设计研究

为了在普通多螺旋CT上实现4D-CT重建,研究中采用VC++程序设计语言和模块化的程序设计方法,开发了基于Cine扫描的4D-CT图像重建系统。利用本系统,根据体表轮廓和肺组织的体积变化确定CT图像在呼吸周期中的相位,按相位分组排序后,实现4D-CT重建,其重建过程不依赖于外在的呼吸监测装置、不受CT机本身的软硬件限制,具有普遍适用性。

256排CT四维电影成像在打鼾病例中的应用研究

目的:探讨256排CT四维(4D)电影成像在打鼾患者中的应用价值。方法:收集重庆医科大学附属第三医院2019年8—10月打鼾患者21例,分别行清醒状态上气道平扫及正常睡眠状态4D电影采集,对比其清醒与睡眠状态上气道最小径、截面积、软腭的长度及厚度,并应用4D 电影状态动态观察睡眠状态软腭的动度,对于完全阻塞患者记录其完全阻塞的时间。结果:睡眠状态较清醒状态软腭长度均有不同程度的增加(47.33±9.93,40.70±5.40),差异显著(P<0.05),软腭厚度差异(10.23±1.32,9.20±2.33)不明显(P>0.05),睡眠状态较清醒状态上气道最小直径均有不同程度缩小(65.75±18.10,13.14±13.20),且部分患者上气道缩窄由于其软腭顺应性增加上抬(1例),折叠导致。结论:256排CT电影成像可以动态显示打鼾患者睡眠状态下真正打鼾原因,为临床治疗提供可靠的影像支撑。

四维CT引导容积旋转调强放疗技术治疗石棉所致肺癌2例

石棉所致肺癌患者往往伴随不同程度的肺功能损伤,因此失去手术治疗机会,放射治疗成为重要的治疗方法。四维CT(4D-CT)技术结合呼吸门控技术扫描图像可减少肿瘤运动的伪影,提高放疗的准确性和可重复性。本文对2例石棉所致肺癌患者应用4D-CT结合图像引导下容积旋转调强放疗(IG-VMAT)效果进行观察。治疗后1例患者病情部分缓解、1例病情稳定,均未出现放疗相关不良反应。本文有助于提高临床医师对肿瘤放疗手段的认识,为石棉所致肺癌患者的精准治疗提供方向。

基于3DCT、4DCT和多参数MR的原发性肝癌放疗靶区构建及剂量学对比研究

目的 比较不同模态图像下(3DCT、4DCT和多参数MR)原发性肝癌靶区勾画的差异,并在此基础上分别制定逆向调强放疗计划,比较靶区和肝脏正常组织的剂量学参数,以期寻找最佳的肝癌靶区勾画图像。方法 回顾性选取2019-12-01-2021-03-31山东省肿瘤医院15例已行放疗的原发性肝癌患者模拟定位数据。由同一位高年资影像医师分别在3DCT图像、4DCT图像中的最大密度投影(MIP)图像和多参数MR图像上勾画大体肿瘤体积(GTV),分别命名为GTV-3D、GTV-4D和GTV-MR。然后由另一位高年资放疗医师对靶区进行确认,在2人意见不一致的情况下经共同商榷确定最后的勾画结果。将GTV-MR边界均匀外扩5 mm得到计划靶区体积(PTV)-MR。以PTV-MR为基准,对GTV-3D和GTV-4D分别外扩若干毫米,得到PTV-3D和PTV-4D,使得95%体积的PTV-MR被PTV-3D和PTV-4D覆盖。针对以上3个靶区,由同一位计划经验丰富的高年资物理师采用Varian Eclipse计划系统设计逆向调强计划。计算不同靶区体积,使用戴斯相似性系数(DSC)评估2个靶区之间的相似程度。计划评价指标包括靶区适形指数和均匀指数,靶区剂量D_(2%)、D_(98%)、D_(mean)及肝脏正常组织受量。结果 GTV-3D、GTV-4D和GTV-MR靶区中位体积分别为8.81、10.28和13.89 cm^(3);要保证95%体积的PTV-MR被PTV-3D和PTV-4D覆盖,GTV-3D、GTV-4D边界需分别外扩12和10 mm。PTV-3D、PTV-4D和PTV-MR靶区中位体积分别为69.53、62.79和54.53 cm^(3)。PTV-3D和PTV-4D的DSC最大,为0.68;PTV-3D和PTV-MR的DSC最小,为0.44。所有计划靶区均能达到临床要求,不同计划之间的靶区剂量学参数总体差异无统计学意义,均P>0.05。肝脏正常组织中位平均剂量在PTV-3D计划、PTV-4D计划和PTV-MR计划中分别为15.97、12.89和11.97 Gy,总体差异有统计学意义,H=12.57,P=0.029。结论 不同模态影像勾画的原发性肝癌靶区差异较大,基于多参MR勾画的PTV体积小于基于3DCT和4DCT勾画的PTV体积。基于多参MR有可能会缩小肝癌靶区外扩边界,降低肝脏正常组织受量,建议在原发性肝癌放疗靶区勾画时尽可能地参考多参MR影像学信息。