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应用4D-CT进行肺通气功能三维分布的研究
目的 探讨利用4D-CT获取肺通气功能三维分布的可行性.方法 患者在自由呼吸状态下进行电影模式扫描,采集一个完整呼吸周期下的胸部CT图像,利用本研究开发的4D-CT重建软件系统获取4D-CT图像；再用三维变形图像配准算法,对4D-CT系列中相邻相位CT进行图像配准、获得从一个呼吸状态到另一个状态变化时肺部CT像素的三维位移矢量,量化分析此三维矢量,从而得到反映呼吸过程中肺部CT像素变化程度的灰度示意图,即通气功能强弱分布；后,将此灰度图伪彩化并与参考CT图像进行融合,再行冠状位、矢状重建.结果 利用三维变形图像配准算法,从4D-CT中获取了任意横断位、冠状位和矢状位的肺通气分布,即肺通气功能的三维分布.结论 用4D-CT获取肺通气功能三维分布完全可行.
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基于图像变形配准的肺癌自适应放疗剂量学研究
目的:应用图像配准技术实现肺癌自适应放疗中剂量的累加,并评价放疗计划中靶区、正常组织和危及器官相应的剂量学改变.方法:选取9例接受自适应调强放射治疗的肺癌患者,这些患者在经过20次分次治疗后,重新采集CT图像,运用变形图像配准技术将2次CT图像进行剂量累加,得到累加剂量以及相关计量学参数,然后比较自适应放疗及常规的调强放射的剂量学差异.结果:经自适应放疗,大体肿瘤体积(GTv)体积相对于放疗前平均缩小53.2％,靶区肿瘤受照剂量相对于常规调强放疗计划平均提高0.41 Gy;肺组织V20、V30分别平均降低2.17％、3.32％;心脏V30平均降低1.14％,V40降低2.98％;脊髓大受照剂量降低1.21 Gy.结论:肺癌放疗过程中,自适应放疗相对于常规调强放疗能提高靶区受照剂量,有效减少周围正常组织剂量,降低放疗副作用的发生.
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鼻咽癌自适应放疗中剂量变形与累积
目的：利用图像配准技术实现鼻咽癌自适应放疗中剂量变形与累积，并评价放疗过程中靶区、正常组织的体积变化及相应的剂量学改变。方法选取15例接受调强放射治疗的鼻咽癌患者，对定位图像CT1制定放疗计划为计划Plan1（CT1），治疗20次后，利用西门子CTVision系统的大孔径CT采集复位图像CT2，利用基于灰度和特征的混合变形图像配准技术将CT1中Plan1（CT1）的剂量变形到CT2得到Plan1（CT2），评估目前患者体内剂量分布情况，决定是否需要重新修改计划。如需修改，则在CT2上重新制定放疗计划Plan2（CT2）；然后将Plan1（CT2）中20次治疗剂量和Plan2（CT2）的12次治疗剂量进行叠加，为Plan1＋2（CT2）。比较3个计划的剂量分布。结果与定位图像CT1相比，复位图像CT2中的GTVnx、GTVnd和CTV2分别缩小了36.3％、49.8％和25.3％，左、右侧腮腺分别缩小了34.6％和40.8％。计划Plan1（CT2）与Plan1（CT1）相比，由于器官体积和位置的变化，靶区剂量明显降低（GTVnx、GTVnd和CTV2的D95分别降低2.9％、6.2％和3.3％），危及器官的剂量增加（右侧腮腺、脑干和脊髓分别增加5.5％、1.4％和8.9％）。如果在20次后重新修改计划，可以提高靶区受照剂量（ Plan1＋2（CT2）与Plan1（CT2）相比， GTVnx、GTVnd和CTV2的D95分别增加2.9％、3.3％和3.7％），同时尽可能地降低危及器官的剂量（左右侧腮腺的Dmean分别降低3.0％和7.4％，脑干、脊髓的Dmax分别降低14.1％和7.7％）。结论鼻咽癌治疗过程中腮腺和靶区体积均明显缩小，在放疗20次后修改计划可以在保证靶区剂量的同时降低腮腺等正常组织的受照剂量，提高患者的生活质量。
