醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)在腫瘤放射治療中的應(yīng)用

朱萬森

（江蘇省揚(yáng)州市寶應(yīng)縣人民醫(yī)院，江蘇 寶應(yīng) 225800）

0 引言

放射治療為腫瘤常用局部治療方案，主要通過放射線以抑制腫瘤發(fā)展，延長(zhǎng)患者預(yù)計(jì)生命時(shí)長(zhǎng)。放療作用原理是借助放射性同位素產(chǎn)生的α、β、γ射線及各類X射線治療機(jī)或加速器產(chǎn)生的電子線、X射線、質(zhì)子束及其他粒子束等。據(jù)流行病學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示[1]，70%的腫瘤患者需采用放射治療，約40%的腫瘤患者可經(jīng)由放射治療有效根治癌癥，為近年腫瘤治療課題探討熱點(diǎn)問題?；诋?dāng)前醫(yī)療發(fā)展階段，放射治療發(fā)展僅有幾十年歷史，但在計(jì)算機(jī)技術(shù)及CT影像技術(shù)輔助下，放療技術(shù)逐漸成熟，由二維技術(shù)逐漸演變成三維及四維放療技術(shù)，放療劑量的調(diào)整由點(diǎn)劑量發(fā)展成體積劑量分配，可有效提高放療精準(zhǔn)性，在取得良好放療作用的同時(shí)，可有效降低放療相關(guān)并發(fā)癥，提高患者生活質(zhì)量。隨著近年醫(yī)療技術(shù)不斷優(yōu)化，立體定向放療技術(shù)的確立，通過分次、集束、大劑量照射等，對(duì)腫瘤區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，確保靶區(qū)之外劑量衰減更快，有效確保放療效果[2]。醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)是借助影像手段及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在腫瘤放射治療領(lǐng)域中，將影像檢查結(jié)果標(biāo)注于病變部位，精準(zhǔn)定位腫瘤靶向區(qū)，提高病變部位特異性及敏感性；因腫瘤細(xì)胞增殖分裂較快，癌組織代謝水平較高，在醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)檢查下，可獲得清晰、客觀影像數(shù)據(jù)，有效提高惡性腫瘤控制率，制定針對(duì)性放射治療方案，優(yōu)化現(xiàn)有的醫(yī)療資源，提高放療安全性，為本研究探討的主要課題[3]。本研究筆者特針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)在腫瘤放射治療的有效性進(jìn)行探討，以CT、MRI圖像掃描為基礎(chǔ)，分析臨床可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

篩選腫瘤放療科2020年5月至2022年5月接收的放射治療患者7 1 例為觀察對(duì)象，其中男性病患36例，女性病患35例，年齡最小值3 8 歲，年齡最大值7 5 歲，年齡平均值（52.18±2.21）歲，腫瘤病程0.6-5年，病程平均值（2.73±0.54）年，經(jīng)腫瘤TNM分期顯示，Ⅱ期患者40例，Ⅲ期患者31例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）所選患者均遵醫(yī)囑開展放射治療，治療依從性高；（2）患者均對(duì)本研究項(xiàng)目知情，自愿接受螺旋CT圖像掃描、MRI圖像掃描，簽署知情同意書；（3）研究經(jīng)江蘇省揚(yáng)州市寶應(yīng)縣人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后開展。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）病情危重，預(yù)計(jì)生命時(shí)長(zhǎng)不支持本研究；（2）放射治療靶向區(qū)伴有皮膚潰損、過敏患者；（3）合并血液疾病、免疫缺陷型疾病、精神障礙性疾??；（4）治療配合度、研究依從性較低。

1.2 方法

所選患者均遵醫(yī)囑采用放射治療，依據(jù)患者腫瘤位置指導(dǎo)患者放射體位，合理選取照射劑量，在放射治療方案制定前，予以醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查，由相同影像科工作人員開展螺旋CT圖像掃描、MRI圖像掃描；（1）螺旋CT圖像掃描，采用佳能多層螺旋CT機(jī)，依據(jù)患者腫瘤位置，選取照射掃描位置開展CT平掃、增強(qiáng)掃描，以獲得腫瘤位置掃描圖像。（2）MRI圖像掃描，采用飛利浦MRI機(jī)，對(duì)腫瘤部位進(jìn)行定位序列掃描，以獲得腫瘤位置掃描圖像。

上述醫(yī)學(xué)影像檢查后，借助融合技術(shù)對(duì)所得圖像進(jìn)行分析，由影像科內(nèi)資深2名專家學(xué)者進(jìn)行圖像處理及分析，將影像數(shù)據(jù)上傳至放射治療計(jì)劃系統(tǒng)中，勾畫腫瘤靶區(qū)體積。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（1）統(tǒng)計(jì)比對(duì)CT、MRI、CT+MRI圖像融合技術(shù)檢查下腫瘤靶區(qū)體積勾畫大小。

（2）統(tǒng)計(jì)比對(duì)CT、MRI、CT+MRI圖像融合技術(shù)檢查下放射治療最小照射劑量及最大照射劑量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所選患者醫(yī)學(xué)影像檢查信息上傳至統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS24.0中，腫瘤靶區(qū)體積、放射治療最小照射劑量及最大照射劑量等計(jì)量資料用s）格式計(jì)算，t 樣本假設(shè)校驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果P<0.05，則數(shù)據(jù)間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 所選患者腫瘤靶區(qū)體積勾畫大小比對(duì)

C T、M R I 醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)下，腫瘤靶區(qū)體積具有同質(zhì)性，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），CT+MRI圖像融合檢查技術(shù)下，腫瘤靶區(qū)體積小于CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 所選患者腫瘤靶區(qū)體積勾畫大小比對(duì)

表1 所選患者腫瘤靶區(qū)體積勾畫大小比對(duì)

注：t1/P1 為CT/MRI，t2/P2 為CT/CT+MRI 圖 像 融 合，t3/P3 為MRI/CT+MRI 圖像融合

圖像分析 n 腫瘤靶區(qū)體積CT 71 94.36±7.83 MRI 71 93.14±5.91 CT+MRI 圖像融合 71 90.71±5.53 t 1/P1 1.048/0.296 t 2/P2 3.208/0.002 t 3/P3 2.530/0.013

2.2 所選患者放療照射劑量比對(duì)

CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)下，最小照射劑量及最大照射劑量具有同質(zhì)性，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），CT+MRI圖像融合檢查技術(shù)下，最小照射劑量及最大照射劑量均低于CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表2。

表2 所選患者放療照射劑量比對(duì)

表2 所選患者放療照射劑量比對(duì)

注：t1/P1 為CT/MRI，t2/P2 為CT/CT+MRI 圖 像 融 合，t3/P3 為MRI/CT+MRI 圖像融合

圖像分析 n 最小照射劑量 最大照射劑量CT 71 30.85±2.61 77.05±6.71 MRI 71 29.83±2.59 76.34±6.55 CT+MRI 圖像融合 71 27.11±2.46 70.09±6.31 t 1/P1 2.337/0.021 0.638/0.525 t 2/P2 8.787/0.000 6.367/0.000 t 3/P3 6.416/0.000 5.790/0.000

3 討論

腫瘤是因機(jī)體在多種致瘤因子作用下導(dǎo)致組織細(xì)胞增生所產(chǎn)生的新生物，致病因子較多，在組織結(jié)構(gòu)及細(xì)胞形態(tài)上，腫瘤組織存在較大差異，主要因其發(fā)源于不同正常組織，在臨床診斷時(shí)，可依據(jù)不同腫瘤組織異型性，進(jìn)行腫瘤良惡性定性診斷。經(jīng)病理研究數(shù)據(jù)顯示，惡性腫瘤細(xì)胞具有明顯異型性，而良性腫瘤細(xì)胞異型性不顯著，可作為疾病鑒別的重要參照指標(biāo)。近年，隨著我國(guó)居民GDP水平不斷提高，人們生活方式改變，亞健康人群增多，我國(guó)患有腫瘤疾病比例呈逐年遞增趨勢(shì)；因我國(guó)人口基數(shù)較大，腫瘤患病人群較多，成為危害居民機(jī)體健康的主要公共衛(wèi)生事件，受到臨床學(xué)者高度關(guān)注[4]。據(jù)衛(wèi)生組織發(fā)布數(shù)據(jù)顯示[5]，我國(guó)腫瘤患病率約占全部人口患病率的55%，且相關(guān)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，為我國(guó)醫(yī)學(xué)發(fā)展亟待解決的問題之一。臨床學(xué)者針對(duì)腫瘤發(fā)病機(jī)制尚處于探究階段，考慮疾病發(fā)生與遺傳因素、外界環(huán)境因素具有密切關(guān)聯(lián)，在機(jī)體多器官出現(xiàn)腫瘤贅生物，早期臨床表現(xiàn)不顯著，單純依據(jù)臨床癥狀及體征進(jìn)行疾病診斷，不具借鑒價(jià)值，故導(dǎo)致腫瘤疾病早期篩查難度大，臨床檢出時(shí)多伴有明顯惡性病變，導(dǎo)致腫瘤近五年死亡率較高，機(jī)體內(nèi)致瘤因子較多，導(dǎo)致DNA損害，進(jìn)而導(dǎo)致滅活腫瘤抑制因子、激活原癌基因，導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)靶細(xì)胞轉(zhuǎn)化，是惡性腫瘤發(fā)生的主要生理因素。良惡性腫瘤疾病在臨床治療方案上存在較大差異，良性腫瘤分化程度較高，對(duì)患者生命安全無威脅，可通過開展早期手術(shù)治療，有效切除腫瘤贅生物，可獲得較好預(yù)后效果；但惡性腫瘤因組織分化程度較低，存在腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)性，單純依據(jù)手術(shù)切除存在較高復(fù)發(fā)率，嚴(yán)重危害患者生命安全，是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的主要因素，故于惡性腫瘤患者治療期間多輔以放射治療、化學(xué)治療，有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，降低惡性腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)[6]。

放射療法近年在腫瘤治療效果中日益凸顯，借助一種或多種電離輻射，有效抑制惡性腫瘤生長(zhǎng)，在進(jìn)行局部放射治療之前，為確保腫瘤定位精準(zhǔn)性，需有效明確腫瘤具體位置，借助醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)進(jìn)行圖像采集及分析，近年醫(yī)學(xué)影像技術(shù)快速發(fā)展，以CT、MRI技術(shù)為主的醫(yī)學(xué)圖像在腫瘤位置判斷中發(fā)揮顯著優(yōu)勢(shì)。CT圖像掃描為無創(chuàng)操作，圖像穩(wěn)定性佳，針對(duì)高密度腫瘤組織，具有較高敏感性及特異性，可有效探查腫瘤組織位置、形態(tài)等影像信息；但于臨床應(yīng)用顯示，因CT空間分辨率較差，無法針對(duì)軟組織邊界進(jìn)行有效成像，應(yīng)用具有一定局限性[7]。MRI同樣作為無創(chuàng)影像學(xué)檢查技術(shù)，可通過三維立體成像，具有較高空間分辨率，可有效明確腫瘤解剖結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)對(duì)軟組織邊界、浸潤(rùn)性組織成像敏感性更佳。經(jīng)臨床大量樣本應(yīng)用顯示，CT、MRI單獨(dú)應(yīng)用在腫瘤放射靶向區(qū)位置勾畫中，均具有一定局限性，故導(dǎo)致放射治療過程中，放射線對(duì)正常組織具有較大影響，是導(dǎo)致放射不良反應(yīng)發(fā)生的主要因素。

醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與影像檢查系統(tǒng)相結(jié)合，針對(duì)腫瘤放射治療患者，可進(jìn)一步明確腫瘤邊界，精準(zhǔn)勾畫癌組織靶向區(qū)域。經(jīng)本研究觀察數(shù)據(jù)可知，CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)下，腫瘤靶區(qū)體積具有同質(zhì)性，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），CT+MRI圖像融合檢查技術(shù)下，腫瘤靶區(qū)體積小于CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)下，最小照射劑量及最大照射劑量具有同質(zhì)性，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），CT+MRI圖像融合檢查技術(shù)下，最小照射劑量及最大照射劑量均低于CT、MRI醫(yī)學(xué)圖像檢查技術(shù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)的應(yīng)用，可有效縮小腫瘤靶區(qū)體積，以提高腫瘤放射治療靶向性；同時(shí)控制放射治療劑量，可有效減少放射治療相關(guān)并發(fā)癥，確保放射治療效果及安全性，具有顯著應(yīng)用優(yōu)勢(shì)；在醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)應(yīng)用過程中，加強(qiáng)影像預(yù)處理，對(duì)所獲得圖像信息進(jìn)行統(tǒng)一圖像大小、噪聲、分割感興趣區(qū)、增強(qiáng)對(duì)比度等，以提高圖像分辨率，便于提取圖像特征，再借助相似性測(cè)度函數(shù)，對(duì)參考圖像進(jìn)行幾何變化，通過改變參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)度函數(shù)值的最優(yōu)；再借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行融合圖像或多種圖像預(yù)處理，以確保圖像呈現(xiàn)最佳效果，提高影像清晰度，便于醫(yī)生進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。醫(yī)學(xué)影像融合后，借助三維顯示、斷層顯示及偽彩色顯示，讓醫(yī)生直觀了解圖像反饋信息，進(jìn)而提高影像學(xué)探查精準(zhǔn)性及敏感性。

醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)是集CT、MRI技術(shù)為一體的綜合手段，有效彌補(bǔ)單一應(yīng)用某一影像技術(shù)的局限性，可通過整合不同影像檢查優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)放射治療下固化模態(tài)數(shù)據(jù)指引不足，可有效提高放射治療開展靶向性。腫瘤放射治療通過醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)，可快速精準(zhǔn)探查病變組織及分布，定位精準(zhǔn)性，顯著提高放射治療效果，減少放射治療對(duì)正常組織的影響，有效規(guī)范放射治療應(yīng)用劑量[8]。臨床已證實(shí)放射治療并發(fā)癥與其放射應(yīng)用劑量存在正相關(guān)性，即放射劑量提高，放射導(dǎo)致的并發(fā)癥增多，醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)的開展，可在最小放射劑量下發(fā)揮最佳放射療效，有效控制放療毒副反應(yīng)。

隨著近年醫(yī)療技術(shù)不斷優(yōu)化，CT、MRI憑借性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，滿足多數(shù)患者治療需求，可于臨床推廣實(shí)施，為醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)開展奠定基礎(chǔ)；在醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)使用時(shí)，要求醫(yī)務(wù)人員規(guī)范自身操作，借助自身專業(yè)知識(shí)對(duì)圖像反饋信息進(jìn)行精準(zhǔn)采集，合理勾畫放射靶向區(qū)，規(guī)范放射操作，充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以降低放射并發(fā)癥。

綜上，腫瘤放射治療采用醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)，可精準(zhǔn)勾畫腫瘤靶區(qū)，控制放療照射劑量，制定最優(yōu)化放射治療方案，對(duì)提高放療效果、控制放療副作用具有突出作用。醫(yī)學(xué)圖像融合技術(shù)操作簡(jiǎn)單，具有普及價(jià)值，可于臨床深化研究。