CT-MRI雙定位圖像融合技術(shù)在低級別腦膠質(zhì)瘤術(shù)后調(diào)強放療中的應(yīng)用

馮 會,高 峰,黃丙儉,任 偉

(1 臨沂市腫瘤醫(yī)院,山東 臨沂 276000;2 蘭陵縣人民醫(yī)院)

近年來,放射治療已從常規(guī)外照射向三維適型放療、適型調(diào)強放療、立體定向放療等方向發(fā)展,而腫瘤靶區(qū)以及正常器官的精確勾畫已成為評價放療計劃優(yōu)劣的依據(jù),甚至影響患者的預(yù)后生存。在精確放療中,CT 為放療計劃的基石,因其可以提供用于劑量計算的解剖和電子密度的可靠信息。但由于對軟組織的分辨率較差,若仍簡單采用CT 圖像來定義靶區(qū)輪廓,勢必會造成靶區(qū)遺漏,從而增加了腫瘤復(fù)發(fā)的風險。因此,在軟組織以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)等部位腫瘤的靶區(qū)勾畫常需借助磁共振成像(MRI)影像[1]。本研究對比分析了CT/MRI融合圖像與CT 圖像勾畫的臨床靶區(qū)(CTV)的體積差異及對靶區(qū)勾畫的影響,為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇自2022 年1 月—2023 年2月本院收治的14例低級別腦膠質(zhì)瘤患者,其中男8例,女6例;年齡14～66歲(中位年齡41歲)。納入標準:均經(jīng)術(shù)后病理確診;低級別腦膠質(zhì)瘤;PS評分≤2分。排除標準:腦轉(zhuǎn)移瘤、高級別腦膠質(zhì)瘤及原發(fā)灶不明的其他腦占位性病變。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批,患者或其家屬簽署知情同意書。

1.2 方法 CT 和MRI定位:CT 定位前患者空腹4 h以上,仰臥位,根據(jù)患者體型選擇合適的枕型,采用熱塑膜面罩配合發(fā)泡膠固定頭部。采用西門子64排CT 模擬機定位,先用三維激光燈確定參考點的位置,并在體表放置鉛豆標記為參考點,強化掃描采集圖像。FOV 為380 mm,層厚3 mm,無間隔?；颊弑３窒嗤捏w位、枕墊和面罩固定進行強化MRI定位,在面罩上標記的同一參考點位置放置塑料標記,進行飛利浦3.0T MRI掃描,掃描范圍、基線、層厚和FOV 值與CT 掃描保持一致,分別采集T1和T2加權(quán)圖像。將采集的MRI圖像刻錄為光盤傳輸至Varian Eclipse TPS 計劃系統(tǒng)。圖像融合:分別由1名經(jīng)驗豐富的物理師及主任醫(yī)師共同采用Auto Match 法+Manual Match 法進行圖像融合,共同評價融合的效果。要求3個激光定位標記點完全重合,人體的外輪廓、解剖結(jié)構(gòu)及骨性標志完全重合。靶區(qū)勾畫及測量:運用Varian Eclipse TPS軟件系統(tǒng),由同一高年資主任醫(yī)師分別對每例患者依據(jù)CT/MRI融合圖像及CT 圖像分別進行靶區(qū)勾畫。勾畫GTV 時CT 窗寬/窗位為30/300,MRI窗寬/窗位為400/600。分別需要勾畫GTV、CTV、OAR。勾畫標準參照RTOG。然后由同2名高年資醫(yī)師共同確認靶區(qū)范圍。利用Varian Eclipse TPS計劃系統(tǒng)上的靶區(qū)體積計算功能分別計算并記錄每例患者基于CT 圖像以及CT/MRI融合圖像上所勾畫的CTVCT、CTVCT/MRI的體積并計算比值。若比值在0.9～1.1之間,則說明兩種方法體積接近,比值＜0.9或＞1.1則說明兩種勾畫方法差異明顯。

2 結(jié)果

CTVCT 為(196.73±132.74)cm3,CTVCT/MRI為(230.43±150.21)cm3,兩者比較差異有統(tǒng)計學意義(t=84.35,P＜0.01)。14例患者中2種靶區(qū)勾畫方法差異明顯者有8個(57.14%),所有靶區(qū)均為融合圖像的體積大于CT 圖像的體積。進一步分析發(fā)現(xiàn),差異明顯者主要分布在有瘤周水腫區(qū)的患者。各例患者的CTV 體積及比值見表1。

表1 14例患者的CTV 體積及比值

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是指起源于腦神經(jīng)膠質(zhì)細胞的腫瘤,是最常見的原發(fā)性顱內(nèi)腫瘤,根據(jù)2021年版WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類,腦膠質(zhì)瘤分為1～4級,1、2級為低級別,3、4級為高級別。其中低級別腦膠質(zhì)瘤約占腦膠質(zhì)瘤的30%,患者的發(fā)病年齡相對年輕,發(fā)病部位常位于或靠近重要功能區(qū),如運動、語言、視空間和記憶[2]。放射治療是腦膠質(zhì)瘤治療中最重要的一環(huán)。

在放療過程中,準確勾畫靶區(qū)及危及器官是首要且關(guān)鍵的步驟。不同的圖像技術(shù)提供了不同的信息,各種影像圖像有其內(nèi)在成像的優(yōu)缺點,目前尚無單獨一種圖像能完全用于腫瘤靶區(qū)的勾畫。CT 圖像具有良好的空間分辨率,能清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)及病變,且CT 值可直接轉(zhuǎn)換為電子密度進行劑量計算。但其對軟組織尤其浸潤性腫瘤的分辨率差,無法清晰顯示其邊界。MRI成像中病變組織與正常組織之間的差異較明顯,具有多參數(shù)成像特點、對軟組織腫瘤特別是浸潤性腫瘤有較高的敏感性,可以很好地界定由于手術(shù)造成的正常解剖結(jié)構(gòu)的改變以及鑒別水腫區(qū)的存在,但不能提供劑量計算所需的電子密度。因此,可以將二者圖像融合,來進一步提高靶區(qū)勾畫的精確性,從而提高放療的效果,并且能更好的保護正常組織。CT/MRI融合圖像充分發(fā)揮了CT 和MRI的各自優(yōu)勢,對腫瘤邊界的顯示則更加清晰,尤其T2-FLAIR 圖像對瘤周水腫區(qū)的顯像要比CT 圖像精確地多。

圖像配準的方法很多,常用的有標點法、手動融合法、互信息法等[3]。本研究中,筆者采用計劃系統(tǒng)中自帶的自動匹配聯(lián)合手動匹配,要求配準后的圖像中3個激光定位標記點完全重合,人體外輪廓、骨性標志和解剖結(jié)構(gòu)基本重合,定位精度大約在1～2 mm,完全滿足臨床的需要,且本院的MRI機可以采用與CT 定位相同的體位,誤差更小。

對于腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療靶區(qū)的爭議一直存在。對于靶區(qū)的制定需要考慮很多因素,包括術(shù)前腫瘤的位置、浸潤范圍、鄰近的周圍器官、腫瘤的病理學分級、分子分型、水腫區(qū)的大小以及術(shù)后有無殘留等。對于低級別腦膠質(zhì)瘤的勾畫,GTV 主要是根據(jù)手術(shù)前、后MRI T2-FLAIR 異常的信號區(qū)域,推薦以GTV 外擴1～2 cm 作為CTV。高級別膠質(zhì)瘤放療靶區(qū)爭議至今,其焦點主要是CTV 是否需要包括瘤周水腫區(qū)。但Ⅱ期臨床試驗證實:放療靶區(qū)是否包括水腫區(qū),在腫瘤控制和生存期上均無明顯差異[4]。歐洲癌癥研究和治療組織(EORTC)推薦的CTV 設(shè)定并不強調(diào)一定要包括所有瘤周水腫區(qū)。本研究中,筆者只選取了低級別腦膠質(zhì)瘤的患者,靶區(qū)勾畫的原則遵循美國腫瘤放射治療協(xié)會(RTOG)推薦的原則,包含術(shù)后MRI T2-FLAIR 異常信號的區(qū)域,對靶區(qū)勾畫的爭議少,異質(zhì)性更小。本研究重點對比CT/MRI融合前后CTV 的變化,發(fā)現(xiàn)CTVCT 與CTVCT/MRI不一致,且所有的靶區(qū)均顯示CTVCT 的靶區(qū)小于CTVCT/MRI,可能的原因考慮為瘤周水腫及殘留病灶的影響。在CT 影像上瘤周水腫區(qū)與正常組織分界不清,勾畫靶區(qū)時僅包含了術(shù)腔及殘留灶,未包含或包全瘤周水腫區(qū),導致靶區(qū)偏小,而MRI的不同序列,尤其T2-FLAIR序列,可以較清晰分辨出瘤周水腫和腫瘤的浸潤范圍。因此在CT/MRI融合圖像上勾畫靶區(qū),可以使靶區(qū)劑量覆蓋的更充分、更精確。

綜上所述,將CT/MRI圖像融合技術(shù)應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤術(shù)后調(diào)強放射治療靶區(qū)勾畫及放療計劃設(shè)計的制定,可以減少放療靶區(qū)的遺漏,是更精確、合理、安全的方法。