CT与MRI图像上脑转移瘤放疗靶区勾画的体积差异及其相关影响因素

目的:回顾性分析CT增强扫描与MRI在勾画接受分次立体定向放射治疗(SRT)的非小细胞肺癌脑转移患者大体肿瘤靶区(GTV)时的体积差异,并分析相关影响因素,以期提高MRI-CT图像融合技术缺失时脑转移瘤GTV勾画的精确度。方法:收集因非小细胞肺癌脑转移接受SRT的33例患者(131个脑转移瘤)的影像资料,33例放疗定位CT扫描前10 d内完成头颅MRI增强扫描,将CT与MRI图像导入Elekta-Monaco治疗计划系统,分别在CT与MRI增强扫描图像上勾画131个脑转移瘤的GTV,并由计划系统生成其体积值。比较2种勾画方式下GTV的体积差异,并分析瘤周水肿、转移瘤强化类型等因素与GTV体积差异的相关性。结果:103个(78.6%)脑转移瘤在CT图像上勾画的GTV小于MRI(中位偏差度-29.60%),28个(21.4%)大于MRI(中位偏差度11.24%)。GTV的体积差异与瘤周水肿及转移瘤强化类型有关。瘤周水肿会显著增加这种差异[(-1.024±0.370)cm^(3) vs.(-0.135±0.070)cm^(3),P=0.017]。3种强化类型的脑转移瘤(环形、均匀和结节样强化)GTV偏差值差异有统计学意义(P=0.036);结节样强化脑转移瘤与均匀强化转移瘤的GTV偏差值比较,差异有统计学意义(P=0.010);结节性强化与环形强化、环形强化与均匀强化的脑转移瘤间比较,GTV偏差值的差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论:大多数脑转移瘤在CT图像上勾画的GTV体积较MRI偏小,无瘤周水肿及强化类型为环形强化、均匀强化的脑转移瘤GTV体积差异较小,而伴瘤周水肿和/或结节样强化的GTV体积差异显著增大;提示在缺少准确的图像融合技术辅助时,应注意伴瘤周水肿和/或结节样强化脑转移瘤GTV勾画精确性较差的风险。

机器视觉在分次放射治疗中的应用研究

目的开发一款精准位移实时智能捕捉系统,应用于肿瘤放射治疗过程中分次内体位误差偏移监测。方法在实验室和治疗室内模拟放射治疗环境,使用xyz三轴位移平台(LD60⁃LM)和千分表作为位移测量工具,同时运用精准位移实时智能捕捉系统监测位置偏移。另入组23例放疗患者,利用该系统监测分次内体位误差偏移。将摄像机采集到的数据与实际位移对应的偏差值进行相关的描述性分析,计算出平均值和标准偏差。结果实验室校准监测发现在20 mm以内位移的差值≤0.5 mm,50 mm位移的最大差值为1.47 mm;治疗室校准结果发现左、右摄像头均显示在yz轴对应的偏差值为±0.2 mm,中间摄像头显示在xz轴对应的偏差值为±0.31 mm;23例患者的37次放疗过程中监测中间摄像头发现5次偏离5 mm阈值,偏差最大时长和位移分别为57.2 s和9.24 mm。结论基于机器视觉原理研发的精准位移实时智能捕捉系统在肿瘤放射治疗过程中能实现实时体位偏移误差监测,但仍需进一步完善系统和服役检测。

基于机器视觉的放射治疗体位移动监测系统

针对分次放疗过程中患者的体位移动问题,设计实现了基于机器视觉的放射治疗体位移动监测系统。该系统将三台相机分别置于放射治疗床的两侧及床尾部的中上方,由红外LED提供主动照明,实时采集放疗过程中的图像。采用基于归一化互相关模板匹配算法对预先置于患者体膜两侧及中部的标记物进行实时跟踪。现场实验结果表明,该系统的测量平均误差为0.008 mm,标准差为0.028 mm,可用于在放射治疗过程中对患者微小体位移动的实时监测。