利用薄膜描記比對方法改善顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的初步評價

利用薄膜描記比對方法改善顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的初步評價

張超，劉凌湘，易蘭，胡家柱，鄒國榮，黎益華，曾偉華，何艷

(廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院腫瘤科，廣東 廣州 511400)

[摘要]目的探討薄膜描記比對方法改善顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的可行性。方法在MRI矢狀位確定顱內腫瘤病灶具有代表性的3個層面并測量這3個層面至矢狀正中層面的距離Sd1、Sd2、Sd3，在一張薄膜上用細線筆描記這3個層面的顱骨表面輪廓與腫瘤病灶輪廓；根據Sd1、Sd2、Sd3數值在重建矢狀位CT影像中找到相對應的3個層面，通過調節(jié)圖像縮放功能以及微調頭顱前傾后仰角度，使得2幅圖像的顱骨表面輪廓完全重合。冠狀位層面的匹配過程大致類推。矢狀位切面圖與冠狀位切面圖各取60套，將治療計劃的腫瘤靶區(qū)輪廓與薄膜描記的MRI腫瘤病灶輪廓比對驗證，分別測出兩者在各方向的差異。結果2種方法在矢狀位的差異：前后方向(1.25±0.56)mm，頭腳方向(1.37±0.42)mm；在冠狀位的差異：左右方向(1.82±0.89)mm，頭腳方向(2.26±0.86)mm；大于3 mm差異者，矢狀位的前后與頭腳方向均為0.00%，而冠狀位的左右方向為0.00%，冠狀位的頭角方向為6.67%。結論薄膜描記比對方法可以改善顱內腫瘤靶區(qū)的勾畫準確性。

[關鍵詞]薄膜描記比對方法；顱內腫瘤；靶區(qū)勾畫

作者簡介：張超(1969-)，男，碩士，副主任醫(yī)師，主要從事腫瘤放、化療臨床研究。E|mail：1312997625@qq.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-5412.2015.04.016

[中圖分類號]R739.41;R730.55

收稿日期：(2014-12-13)

A Preliminary Study of Portraying and Verifying of MRI on Thin Film to Enhance Accuracy of Target Area Delineation in Intracranial Tumors

Zhang Chao,Liu Lingxiang,Yi Lan,Hu Jiazhu,Zou Guorong,Li Yihua,Zeng Weihua,He Yan

(DepartmentofOncology,PanyuCentralHospital,Guangzhou511400,China)

Abstract[]ObjectiveTo discuss the feasibility of portraying and verifying of MRI on thin film to enhance accuracy of target area delineation in intracranial tumors.MethodsThe 3 typical planes of intracranial tumor on sagittal site MRI imaging were located,the distances between these 3 planes and the median sagittal plane (Sd1,Sd2,Sd3) were measured respectively,and the outlines of skull bone and tumor on a thin film were portrayed by fine pencil,and the corresponding plane on planning CT were found according to Sd1,Sd2,Sd3.these two skull outlines overlapping as much as possible by shrinking/enlarging pictures or raising/bending head were made,and the outlines of GTV and portrait of MRI tumor outlines on film were compared.Coronal plane verification was done in a similar way.ResultsThe variances of two outlines in the sagittal site were:vertical (1.25±0.56) mm,longitude (1.37±0.42) mm,the variances of two outlines in the coronal site were:latitude (1.82±0.89) mm,longitude (2.26±0.86) mm,variance over 3 mm in the sagittal vertical and longitude,was 0.00% in the coronal latitude,and 6.67% in the coronal longitude.ConclusionThe portraying and verifying of MRI on thin film may enhance accuracy of target area delineation in intracranial tumors.

[Key words]portraying and verifying of MRI on thin film; intracranial tumors; target area delineation

三維適形放療使得腫瘤治療的精確性大為提高，其中靶區(qū)的精確勾畫是其關鍵步驟之一。顱內腫瘤在CT平掃和增強與MRI平掃和增強條件下腫瘤體積及邊界顯影的準確性不同，MRI的準確性優(yōu)于CT的準確性。在目前普遍應用CT模擬定位的情況下，為了增加顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的精確度，推薦最好采用CT、MRI融合技術來達到顱內腫瘤靶區(qū)與實際腫瘤大小的一致。本文擬介紹薄膜描記方法輔助勾畫顱內腫瘤靶區(qū)，并與CT、MRI融合技術勾畫靶區(qū)相比較，探討在無CT、MRI融合技術條件下，利用薄膜描記比對方法改善顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的可行性。

1資料與方法

1.1臨床資料入組10例顱內腫瘤患者，其中顱內轉移瘤5例，惡性膠質瘤術后殘留3例，生殖細胞瘤1例，室管膜瘤1例；除顱內轉移瘤5例僅有MRI資料外，其余5例均經影像學及術后病理證實，影像學包括術前、術后的我院或外院MRI資料。10例患者先應用CT、MRI融合技術勾畫大體腫瘤靶區(qū)以做治療計劃，其為可見轉移腫瘤或術后殘留腫瘤；同時采用薄膜描記法描記比對矢狀位與冠狀位不同切面的腫瘤靶區(qū)形狀、大小與MRI腫瘤影像的形狀、大小。矢狀位切面圖與冠狀位切面圖各取60套與相對應的MRI腫瘤影像圖比對，分別測出兩者在前后、左右、頭腳方向的差異。

1.2CT、MRI融合技術異機融合要求頭顱體位及層厚等條件盡可能保持一致進行CT定位掃描，將CT及MRI圖像傳入Eclipse治療計劃系統(tǒng)，先后完成預處理及圖像配準，以CT圖像為背景，選取腫瘤清晰MRI圖像與其融合，首先選取自動融合功能，后通過手動融合微調功能，以額竇、鞍部、雙側視神經束及瞳孔等內在特征肉眼重合為準。后在CT、MRI融合圖像上勾畫腫瘤靶區(qū)。

1.3薄膜描記比對方法介紹矢狀位切面圖的描記比對方法：1)首先在MRI矢狀位圖像找到顱內腫瘤病灶具有代表性的層面(可取左、中、右3個層面)，測量這3個層面到矢狀位正中層面的距離Sd1、Sd2、Sd3，再分別在一張透明薄膜上用細線筆描記這3個矢狀層面的顱骨表面輪廓與腫瘤病灶輪廓；2)打開治療計劃CT中靶區(qū)勾畫的矢狀位重建圖，按照上一步驟的距離矢狀位正中層面的Sd1、Sd2、Sd3數值分別找到治療計劃重建CT圖像中與MRI矢狀位圖像中相對應的這3個矢狀切面，通過調節(jié)治療計劃系統(tǒng)的圖像縮放功能以及微調矢狀位頭顱前傾后仰角度，使得2幅圖像的顱骨表面輪廓完全重合；3)在顱骨表面輪廓完全重合的2幅圖像中，比對治療計劃的腫瘤靶區(qū)輪廓與薄膜描記的腫瘤病灶輪廓，分別測出兩者在前后、頭腳方向的差異。

冠狀位切面圖的描記比對方法：1)首先在CT定位掃描及后處理重建時盡量按照MRI的同一體位條件及冠狀位切面角度進行重建；2)薄膜描記比對方法以矢狀位方法大致類推，腫瘤病灶的前、中、后3個冠狀層面至經過第3頸椎后緣(因常規(guī)掃描體位下該骨性標記線基本平行于作為冠狀切面角度的腦干縱軸方向，位置相對固定且在CT與MRI上均易于辨認)的冠狀切面的垂直距離定義為Cd1、Cd2、Cd3，并以Cd1、Cd2、Cd3數值找到在治療計劃CT重建圖像中與MRI冠狀位圖像中相對應的這3個冠狀切面；3)比對治療計劃的腫瘤靶區(qū)輪廓與薄膜描記的腫瘤病灶輪廓，最后分別測出治療計劃大體腫瘤把體積輪廓與薄膜描記的腫瘤病灶輪廓在左右、頭腳方向的差異。

1.4統(tǒng)計學處理采用SPSS 13.0進行數據處理，計量資料以±s表示，2組之間比較采用t檢驗；計數資料以百分數表示，比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法，檢驗水準α=0.05。

2結果

本組共觀察10例病例20個腫瘤病灶的矢狀位、冠狀位各60套比對圖中，分別測量2種方法在矢狀位與冠狀位的差異，結果顯示，1)在矢狀位的差異：前后方向(1.25±0.56)mm，頭腳方向(1.37±0.42)mm；2)在冠狀位的差異：左右方向(1.82±0.89)mm，頭腳方向(2.26±0.86)mm；3)差異大于3 mm的概率，矢狀位的前后方向與頭腳方向均為0.00%，而冠狀位的左右方向為0.00%，冠狀位的頭角方向為6.67%，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

3討論

在顱內腫瘤的顯影方面，MRI與CT互為補充，但總體上MRI優(yōu)于CT[1]。有研究[2]報道53.8%的顱內腫瘤MRI顯示的體積與CT圖像一致，但有46.2%的顱內腫瘤其在MRI上顯示的腫瘤橫徑、上下徑、前后徑較CT增加大約8%~13%。我們觀察到2例肺癌腦轉移病灶在CT上完全不能顯示，這與文獻[3]報道的部分顱內腫瘤即使在CT增強掃描也不顯影的結果類似。目前普遍強調顱內腫瘤的診治必須基于顱腦MRI影像資料，而在顱內腫瘤放療的定位計劃CT上如何更好地參照MRI的圖像信息，CT/MRI融合是理想的選擇。在無法實行CT/MRI融合的條件下，一般做法為臨床醫(yī)生在橫斷面上基于目測來逐層勾畫，但存在MRI、CT對應層面不匹配以及目測誤差、個人因素等問題[4]，如果無法用另一種可靠的方法來核對驗證，影響到靶區(qū)勾畫的精確性。

利用薄膜描記的顱骨表面輪廓及腫瘤病灶輪廓能真實地反映MRI矢、冠狀位圖像中顱骨及腫瘤病灶輪廓的形狀、大小信息。而在放療計劃系統(tǒng)中，由定位CT橫斷面掃描重建的矢狀位與冠狀位影像不能直接勾畫靶區(qū)，但重建出來的靶區(qū)圖像卻可以直觀地與MRI矢、冠狀位圖像進行比對驗證。關鍵是必須保證CT、MRI對應層面的匹配，只有保證了層面的匹配一致才能實現輪廓比對準確的可能。影響CT、MRI對應層面是否匹配一致的因素包括：層厚、層距、切面角度、掃描固定體位，以及個人技術因素等的綜合疊加作用[5]。在逐層單獨的CT橫斷面上，無論是根據MRI影像目測勾畫靶區(qū)還是與MRI圖像進行比對，由于存在上述因素特別是層厚、層距的影響，難于實現CT、MRI層面的準確匹配而影響腫瘤靶區(qū)的精確性。

在冠狀位圖像中，CT掃描后處理時可以根據不同切面角度的要求重建出掃描范圍內任一層面的影像資料，不存在層厚、層距的影響，所以影響CT、MRI冠狀層面準確匹配的因素除人為主觀因素外，主要是CT與MRI的冠狀切面角度及掃描時的固定體位是否能夠達到完全重合一致，這些因素影響重建冠狀面的腫瘤靶區(qū)與薄膜描記的MRI在該層面腫瘤影像比對的準確性。本文結果顯示，在冠狀位的差異：左右方向(1.82±0.89)mm，頭腳方向(2.26±0.86)mm；差異大于3 mm的概率，冠狀位左右方向0.00%，冠狀位頭角方向6.67%，提示冠狀位比對驗證的精確性尚需進一步減少匹配差異得以更好實現。

而在矢狀位圖像中，矢狀切面角度規(guī)定為平行于頭顱矢狀位正中層面，無論是CT掃描還是MRI掃描均遵循這一規(guī)范。同樣，CT掃描后處理時矢狀位圖像也可以根據該切面角度的要求重建出掃描范圍內任一層面的影像資料。根據MRI影像某個矢狀層面至矢狀位正中層面的距離，能客觀準確地在CT重建圖上找到該同一層面，因此矢狀位切面角度不影響CT、MRI的矢狀位層面匹配(主觀技術因素除外)。關于固定體位的影響，由于CT掃描與MRI掃描是在異機上執(zhí)行，CT掃描時難于重復MRI掃描的體位，這在身體其他部位確實是影響CT、MRI匹配的因素[5]。但就顱腦的矢狀位圖像而言，由于頭顱形狀固定，不同的前傾后仰體位對頭顱的體積、形狀本身無影響，不同的頭顱前傾后仰體位只是頭顱的矢狀正中軸線與床面角度及其床面著力點位置不同而已。在任一顱腦的矢狀層面，通過微調CT矢狀位重建圖與薄膜描記的MRI矢狀圖兩者的矢狀正中軸線與床面的角度，達到兩者這一角度的一致及顱骨的重合，就可實現CT、MRI在該層面的完全匹配，因而保證了重建矢狀面的腫瘤靶區(qū)與MRI在該層面腫瘤影像比對的準確性。本文數據提示矢狀切面比對準確，符合這一分析結果。

綜上所述，薄膜描記比對方法可以改善顱內腫瘤靶區(qū)勾畫的準確性。

參考文獻：

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