图像配准对于图像融合技术实施的重要性

图像配准对于图像融合技术实施的重要性

(江汉大学附属第三人民医院,武汉黄陂430300)

【摘要】目的:采取有效的配准方式,证实合理的配准方式对于CT、MR扫描的图像融合对胶质瘤靶区勾画的重要性、可行性及对放疗的应用的价值。方法:抽取两组各10例临床上术后病理确诊为胶质瘤的患者,所有患者在进行治疗前均行CT增强扫描和MR增强扫描。第一组在体表不做标记点,并且MRI扫描时不采用和CT扫描时的头枕。第二组按研究的目的在体表做好标记并做到CT扫描和MR扫描的患者体位尽量保持一致(MRI扫描时选择和CT扫描时采用类似的头枕)。将扫描完的图像传输到放疗室中的TPS中,然后分别采用Manual和PointMatch法进行图像标配。配准完成后进行图像融合,直到到达满意的融合效果。然后由放疗科两位副主任职称的放疗医师及我院放射科一名副主任以上的医师对融合图像进行评估和勾画,分别在CT、MRI及融合好的图像上勾画临床靶区(ClinicaltargetVolume)CTV及周围正常危及器官(眼球、晶体、视神经、脑干、脊髓等)。在融合好的图像上勾画CTV并设为CTV-CT/MR,以此类推,定义为设为CTV-CT,CTV-MR。然后对比两组的CTV重合度(CTV-T)来评价CT和MRI图像融合的精度,即V-CTV-T的体积占CT图像上V-CTV-CT的百分比:V-CTV-T=CTV-CT/MR/V-CTV-CT*100%(理想状态下为1)。并且计算二组在配准状态下的三维方向上的误差大小。结果:1.第一组和第二组CTV重合度(融合的图像与CT对比)为0.8士0.26,0.91士0.11,二者差异具有统计学意义。第一组和第二组CTV重合(融合的图像与MRI对比)为0.92士0.15,1.02士0.08,两者差异也具有统计学意义。但与单纯CT对比,MRI更接近与1,差异性小。2.利用PointMarch计算第一组X,Y,Z轴方向的平均误差为:(0.65士0.17)mm,(1.2士0.11)mm;(2.2士0.20)mm,三维空间总的平均误差为:(2.24士1.15)mm;第二组X,Y,Z轴方向的平均误差为:(0.25士0.11)mm,(0.6士0.11)mm;(1.2士0.20)mm,三维空间总的平均误差为:(1.26士0.35)mm。不加标记点的误差明显大于加标记点的,并且不加标记点的误差超过了误差范围。结论:1.体位一致的CT和MRI扫描是两者图像融合的关键,体位一致的图像融合技术误差在可接受的范围内。2.MRI扫描的图像勾画靶区比CT勾画靶区的精度高。

【关键词】CT/MR,标记点,融合,配准,胶质瘤。

【中图分类号】R2【文献标号】A【文章编号】2095-9753(2018)08-0170-01

近几年来,医学图像配准和融合技术是医学图像处理领域的热点研究方向之一,这为精准放疗提供了一定基础。不同的医学图像提供了相关脏器的不同信息。医学图像学的发展趋势是利用图像融合技术,结合来自各种医学影像设备的图像信息,在一幅图像上同时表达人体的多方面信息,使人体内部的结构、功能等多方面的状况通过一幅图像更加直观全面的展示是未来医学发展的方向。

1.资料和方法

1.收集病例

收集黄陂区人民医院2015年1月至2016年7月间住院胶质瘤患者,最后符合入组条件有30例。入组病例的资料,性别:男女比例为:1:1(10/10),年龄:16-73岁,中位年龄为:45。所有患者均行IGRT放疗,并且经过CT扫描后行MRI扫描。30例患者依分期为标准:T3期15例,T4期15例,III期占50%,IV期占50%。

2.研究方法

本研究采用美国瓦里安公司研制开发的workstation中的图像融合软件(ImageFusion),GE64排螺旋CT扫描、GE4排螺旋CT模拟机和GE的超导型磁共振成像仪。选择合适病例资料进行体位固定。患者在进行放疗定位前,首先进行体位固定,所有入组病人均采用头颈肩体膜固定装置,根据患者的体型选择适合的枕型。先在X线模拟定位机下进行激光定位,使激光摆正体位,激光线与体中线相吻合,左右激光线在双眼的外毗处相对称,然后用热塑面膜固定头颈肩。

3.观察指标

按图像分两组,利用治疗计划系统上靶区体积计算方法分别读取不同的CTV体积,观察不同组间靶区体积大小差异;并且对比危及器官的受量。

4.统计学方法

采用SPSS19.0分析统计软件对数据进行统计分析,计量资料以均数±标准差()表示,组间比较采用配对t检验及两独立样本t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

表1勾画的CTV-MR、CTV-CT+MRI体积比较

结论

1.CT与MRI的图像融合技术,为精确定位和靶区勾画方面提供了更有优势,建议对胶质瘤术后放疗中,靶区的确定尽量行CT+MRI同位融合。

2.CT+MRI融合的图像CTV小于单纯的CTV图像,基于MRI图像对于软组织结构的区分能力较强这一认识,我们认为采用MRI和CT图像融合后进行靶区的勾画对IMRT具有积极的临床意义。

3.用CT+MRI融合图像勾画的CTV比单纯用CT勾画的CTV在CTV剂量一致的情况下,对脑干、眼球、脊髓、腮腺的剂量降低,晶体的体积变化没有统计学意义

3.讨论

综上所述,临床采用放射治疗方式治疗肿瘤患者时,通过医学图像融合技术的应用,可显著地提高肿瘤靶区勾画的准确率,有利于准确的定位肿瘤,对照放射剂量进行合理的优化,降低放疗治疗的副作用程度,提高患者治疗依从性,提高治疗效果。同时,医学图像融合技术可以参照多个形态的图像,在检测肿瘤复发情况也具有积极的意义。具有良好的临床应用价值,可在临床中进一步推广应用。

参考文献

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