計(jì)算機(jī)斷層掃描與磁共振成像融合圖像在宮頸癌放療靶區(qū)勾畫(huà)中的比較應(yīng)用

于龍珍，柏會(huì)明，柏社香，吳少兵，孫小兵

(鹽城市第二人民醫(yī)院放療科，江蘇 鹽城 224003)

宮頸癌屬常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤之一，對(duì)女性的身體健康有著嚴(yán)重威脅，我國(guó)是宮頸癌的高發(fā)地區(qū)，其發(fā)病率遠(yuǎn)高于世界平均水平，而且發(fā)病具有愈加年輕化趨勢(shì)［1］。放療是宮頸癌的主要治療方式之一，特別是對(duì)于晚期宮頸癌患者，臨床上已將放療作為其標(biāo)準(zhǔn)治療方案。其中放療效果的高低與其靶區(qū)勾畫(huà)是否精準(zhǔn)密切相關(guān)。若靶區(qū)勾畫(huà)過(guò)大可危及宮頸臨近器官，造成其放射受量過(guò)度，影響臨近器官正常生理功能。目前臨床上常用的靶區(qū)定位為計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography ,CT)圖像掃描，其可以有效顯示患者的骨組織，但是對(duì)其周?chē)浗M織的顯示力度不足，具有一定缺陷［2］。而磁共振成像(magnetic resonance imaging ,MRI)具有清晰的軟組織成像功能，能夠提高腫瘤及其周?chē)M織的辨識(shí)度，更利于醫(yī)師確定腫瘤侵襲范圍。圖像融合理念起源于20世紀(jì)80年代，可將CT掃描良好的空間分辨率、清晰的骨骼及鈣化組織成像優(yōu)點(diǎn)與MRI多參數(shù)、高對(duì)比度及軟組織成像優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，形成更加直觀、全面、準(zhǔn)確的圖片成像。本次研究對(duì)鹽城市第二人民醫(yī)院2017年1月至2020年1月收治的56例行放療的宮頸癌患者分別進(jìn)行CT、MRI圖像掃描，探究其融合圖像在放療靶區(qū)勾畫(huà)中的應(yīng)用效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料收集鹽城市第二人民醫(yī)院2017年1月至2020年1月收治的56例行放療的宮頸癌患者，分別對(duì)其進(jìn)行CT、MRI圖像獲取，并將獲取圖像進(jìn)行融合處理?；颊呔?jīng)臨床病理確診為宮頸癌且需要放療，年齡(53.25±2.37)歲，病程(13.68±1.76)個(gè)月，鱗癌46例、腺癌9例、腺鱗癌1例，Ⅰ期7例、Ⅱ期12例、Ⅲ期33例、Ⅳ期4例。所有患者均無(wú)放療禁忌證，預(yù)計(jì)生存期≥3個(gè)月，且患者CT、MRI圖像采集體位一致，并排除精神異常無(wú)法配合圖像采集者、掃描體位及參數(shù)設(shè)定不符合圖像融合要求者?；颊吲c家屬對(duì)研究知情并簽署了同意書(shū)。研究已上報(bào)醫(yī)院倫理委員會(huì)并獲得其批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 獲取圖像 CT掃描：采用64排128層螺旋CT機(jī)對(duì)患者需放療部位進(jìn)行常規(guī)及增強(qiáng)掃描。參數(shù)設(shè)置：額定輸出電壓120 kV、額定輸出電流400 mA、層厚5 mm。掃描步驟：掃描前患者先在CT模擬定位機(jī)下進(jìn)行定位，患者需排空尿液及糞便，必要時(shí)可給予清潔灌腸。之后取仰臥位平躺于真空負(fù)壓墊內(nèi)，設(shè)定定位標(biāo)志點(diǎn)并使其與CT掃描定位保持一致。掃描開(kāi)始前酌情給予患者阿托品類(lèi)藥物減少胃腸蠕動(dòng)，等待20 min后開(kāi)始平掃及增強(qiáng)掃描。掃描范圍：上至第5腰椎椎體下緣，下至閉孔下緣。

MRI掃描：采用1.5T磁共振成像掃描儀進(jìn)行掃描?；颊邷?zhǔn)備：晨起空腹，掃描前1 h排便排尿，采取仰臥位，雙手掌交叉置于頭頂，雙腿自然伸直，平躺于外照射時(shí)使用的真空負(fù)壓墊內(nèi)，并復(fù)原外照射體位。接入尿管，確認(rèn)膀胱已排空，掃描前用50 mL注射器通過(guò)尿管往膀胱內(nèi)注入50 mL生理鹽水。參數(shù)設(shè)置：重復(fù)時(shí)間=4 750 ms，回波時(shí)間=130 ms，回波鏈長(zhǎng)度=19，層厚 3 mm。掃描范圍：同CT掃描范圍。

1.2.2 圖像融合 將CT及MRI獲取的圖像傳入到專(zhuān)用電腦中做圖像預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的圖像導(dǎo)入MIM圖像融合勾畫(huà)軟件中進(jìn)行圖像融合。先采用剛性配準(zhǔn)方式使CT及MRI圖像的骨性部位得到良好配準(zhǔn)，再采用局部基于邊框的形變配準(zhǔn)方法配準(zhǔn)，自動(dòng)融合后手動(dòng)微調(diào)以保證兩者宮頸部位吻合達(dá)到最好效果。最后保存好融合圖像。

1.2.3 靶區(qū)勾畫(huà) 由同一名醫(yī)師對(duì)3組圖像進(jìn)行勾畫(huà)，逐一確定腫瘤靶體積、腫瘤擴(kuò)展區(qū)域、臨近器官等。其中融合圖像勾畫(huà)完畢后應(yīng)給予棋盤(pán)式檢查來(lái)判斷最終結(jié)果是否準(zhǔn)確。

1.3 觀察指標(biāo)記錄患者在CT、MRI及兩者融合圖像下放療靶區(qū)勾畫(huà)的腫瘤靶體積；記錄CT組、MRI組的靶區(qū)丟失情況，以融合圖片上能看到的而CT或MRI圖片上看不到的靶區(qū)腫瘤靶體積除以CT或MRI圖片上勾畫(huà)的靶區(qū)腫瘤靶體積計(jì)算靶區(qū)丟失情況。

2 結(jié)果

2.1 CT、MRI及融合圖像腫瘤靶體積比較CT組平均腫瘤靶體積為(116.22±5.35)cm3，MRI組為(102.69±4.97)cm3，融合組為(82.06±3.64)cm3，融合組均顯著小于CT組、MRI組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=50.909，P<0.001；t=32.295，P<0.001)。

2.2 CT、MRI掃描靶區(qū)丟失情況與融合組比較，CT組靶區(qū)丟失25.78%，MRI組靶區(qū)丟失14.69%。

3 討論

宮頸癌是臨床常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，其發(fā)病率及致死率位居女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤首位，嚴(yán)重威脅患者的生命安全及身體健康。雖然隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進(jìn)步，宮頸癌的早期診斷及治療得到了明顯提升，但其發(fā)病率仍呈逐年上升趨勢(shì)，發(fā)病年齡也愈加年輕化。據(jù)WHO報(bào)道，在全世界每年新增的49.30萬(wàn)例宮頸癌患者中，我國(guó)患者占13.23萬(wàn)例，與發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)病率呈下降趨勢(shì)相反，我國(guó)宮頸癌發(fā)病率大幅上升。如何有效清楚宮頸癌患者體內(nèi)腫瘤組織，控制其疾病進(jìn)程，同時(shí)避免治療傷及其正常器官組織，提高患者的生活質(zhì)量，是全世界關(guān)注的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

放療是利用放射線殺死腫瘤細(xì)胞的局部治療方式，其可以有效破壞并改變腫瘤細(xì)胞的DNA，使其失活、凋亡。放療不僅是治療宮頸癌的有效手段之一，同時(shí)也是晚期宮頸癌根治性治療的標(biāo)準(zhǔn)方案［3-4］。但是臨床中對(duì)宮頸癌的放療范圍一直沒(méi)有精確標(biāo)準(zhǔn)，若放療范圍過(guò)大常易波及宮頸周?chē)M織。尤其是卵巢組織，其對(duì)放射線具有高敏感性，收到微弱射線刺激即可出現(xiàn)不可逆的損傷，影響患者的生活質(zhì)量。特別是對(duì)于宮頸癌發(fā)病愈加年輕化的今天，在對(duì)患者進(jìn)行放療時(shí)多以保留其卵巢功能為基本訴求。CT掃描是臨床中常用的惡性腫瘤位置及放療計(jì)劃靶區(qū)定位方式，其能夠?qū)墙Y(jié)構(gòu)改變及骨組織破壞情況進(jìn)行準(zhǔn)確反映，同時(shí)其定位一般不受其他因素的影響，不會(huì)發(fā)生畸變［5］。但是CT掃描對(duì)軟組織的顯像及辨別具有一定的局限性，尤其是在宮頸癌患者的掃描成像中，會(huì)提高臨床醫(yī)師對(duì)卵巢等組織的勾畫(huà)難度，而錯(cuò)誤或過(guò)度的勾畫(huà)范圍會(huì)增加患者卵巢、小腸、膀胱等組織的放射受量，影響其正常生理功能，使患者出現(xiàn)各種化療后并發(fā)癥［6］。MRI對(duì)軟組織的分辨率顯著優(yōu)于CT掃描，能夠清晰顯示掃描部位的肌肉及血管情況，也可以有效分辨腫瘤與其侵犯組織的交界面，從而提高靶區(qū)勾畫(huà)的準(zhǔn)確性［7］。但是MRI容易受到磁場(chǎng)等因素的干擾，出現(xiàn)圖像畸變及移位現(xiàn)象，造成最終圖像失真，破壞其準(zhǔn)確性。單純的CT或MRI圖像掃描會(huì)遺漏部分淋巴結(jié)或骨轉(zhuǎn)移病灶，導(dǎo)致最終放療不徹底、患者出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)等癥狀。因此，如何更精準(zhǔn)勾畫(huà)放療靶區(qū)，得到更好照射劑量分布一直以來(lái)都是研究熱點(diǎn)。

不同影像設(shè)備成像原理及成像模式存在明顯差異，導(dǎo)致其最終成像的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)之間存在互補(bǔ)性，可以提供各種不同的信息?；谝陨显?，醫(yī)學(xué)圖像融合的理念逐漸出現(xiàn)并得到了醫(yī)療工作者的認(rèn)可及應(yīng)用［8］。圖像融合就是把多方面的醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)協(xié)同應(yīng)用，將多原信息進(jìn)行有機(jī)組合，其最終目的是結(jié)合多種圖像采集的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高醫(yī)學(xué)圖像的可靠性、穩(wěn)定性和容錯(cuò)能力［9］。將MRI與CT融合方法就可以更精確確定腫瘤靶區(qū)和關(guān)鍵器官，一方面利用MRI影像信息來(lái)定位腫瘤、區(qū)分靶區(qū)及正常軟組織，另一方面利用相應(yīng)的CT值來(lái)計(jì)算劑量，在將兩者優(yōu)點(diǎn)結(jié)合的同時(shí)有規(guī)避了其可能導(dǎo)致取像誤差的缺點(diǎn)。在實(shí)施時(shí)，先采用自動(dòng)融合方法可以避免主觀因素造成的操作者間的誤差，使得影像融合更加準(zhǔn)確，之后采用手動(dòng)融合方式進(jìn)行微觀調(diào)整，并結(jié)合治療醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)間接提高融合的準(zhǔn)確性。雖然在融合過(guò)程中，還存在各種精度誤差，但是隨著圖像融合技術(shù)的不斷發(fā)展，人機(jī)交互自動(dòng)搜尋融合法、自動(dòng)形變配準(zhǔn)等方式的出現(xiàn)，使圖像融合的精度得到了明顯的提高［10-11］。

在本次研究中，融合組腫瘤靶體積小于CT組、MRI組，同時(shí)CT組、MRI組與融合組相比均具有靶區(qū)丟失現(xiàn)象，提示使用融合圖像對(duì)宮頸癌放療靶區(qū)進(jìn)行勾畫(huà)更具有準(zhǔn)確性。楊海明［12］研究認(rèn)為CT與MRI融合圖像上勾畫(huà)的宮頸癌靶區(qū)體積比CT圖像上勾畫(huà)的小，可明顯減少放療時(shí)患者正常器官的受量，與本次研究結(jié)果相似，進(jìn)一步證明了研究的準(zhǔn)確性、實(shí)用性。

綜上所述，CT與MRI融合圖像能夠顯著提高宮頸癌放療靶區(qū)勾畫(huà)的準(zhǔn)確性，有效減少靶區(qū)丟失情況，達(dá)到精準(zhǔn)放療的目的，有利于降低患者臨近器官受量，值得在臨床中進(jìn)行借鑒、推廣。