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1MRI/CT影像融合对鼻咽癌靶区勾画的影响陈建武1，潘建基2，柏鹏刚2，郑威2，张春2，陈韵彬2，蔡述华2，林少俊2,吴君心2[摘要]研究背景与目的：调强三维适形放疗(IMRT)已越来越广泛地被应用于治疗鼻咽癌，精确勾画靶区至关重要，而MRI与CT对靶区的显示各有优势，本文旨在探讨MRI/CT影像融合对鼻咽癌靶区勾画的价值。方法：我院2006年2~5月接受IMRT治疗的首诊鼻咽癌患者6例，CT及MRI扫描后行MRI/CT影像融合，由3位经验丰富的高年资放疗科医师(命名为医师1，2，3)勾画鼻咽部GTV，每位医生针对CT图像(参照MRI片)及MRI/CT融合图像先后各勾画一个GTV，共生成18个CT图像的GTV(CT靶区)及18个MRI/CT融合图像的GTV(MRI靶区)，研究影像融合对靶区勾画的影响。结果：1）CT靶区的平均体积为51.4cm3，大于MRI靶区的43.4cm3，大多数（66.7%）MRI靶区比CT靶区小，两种靶区在三维空间各个方向上都有差别。2）不同观察者之间所勾画的靶区有一定的差异，他们之间所勾画的CT靶区最大与最小的差别为12cm3，而MR靶区7cm3，而且医师1与3之间以及2与3之间在靶区勾画上的差别有显著性差异（配对t检验P分别为0.002及0.006）。3)不同医师根据MRI/CT融合图像勾画的靶区（MRI靶区），由于主观认识上的差异引起的差别小于根据CT图像勾画的靶区（CT靶区）之间的差别（t检验P=0.000）。结论：1）MRI/CT影像融合影响鼻咽癌靶区的勾画；2）不同医师勾画的靶区常因主观认识上的差异而存在一定的差别；3)MRI/CT影像融合可以缩小医师之间靶区勾画的差别。[关键词]MR/CT影像融合；鼻咽癌；IMRTInfluenceofCT-MRImachingontumorvolumedelineationinnasopharyngealcarcinomaCHENJian-wu1,PANJian-ji2,BOPeng-gang2,ZHENGWei2，ZHANGChun2,CHENYun-bing2,CAIShu-hua2,LINShao-jun2,WUJun-xin2.(1)DepartmentofRadiationOncology,TheSecondAffiliatedHospitalofFujianMedicalUniversity,Quanzhou362000,P.R.China(2)DepartmentofRadiationOncology,FujianTumorHospital,TeachinghospitalofFujianMedicalUniversity,Fuzhou350014Correspondingauthor:PANJian-ji,E-mail:panjianji@126.com[Abstract]BackgroundandObjective:IMRThasbeenwidelyusedintreatingnasopharyngealcarcinoma.Itisveryimportanttohaveanaccuratevolumedelineation.ThispaperwilldiscussthevaluesofCT-MRImachingfortumorvolumedelineationinnasopharyngealcarcinoma.Methods:6caseswithnasopharyngealcarcinomatreatedinourhospitalbetweenFebruaryandMay2006wereobserved.CT-MRIfusionwasdoneafterfinishingthescansofCTandMRI.TheGTV(grosstumorvolume)ofnasopharynxforeachpatientwascontouredindependentlyby3experiencedradiotherapists(calldoctor1,2,3)onaxialCTslices,makingreferencestoMRI,andonaxialMRIslicesfusedtotheCTslices.18volumesaccordingtotheCTslices通讯作者：潘建基，E-mail:panjianji@126.com1362000福建医科大学附属第二医院放疗科，福建泉州2350014福建医科大学教学医院福建省肿瘤医院放疗科，福建福州2(CT-volume)and18accordingtotheMRIfusedtotheCTslices(MRI-volume)werethenfinished.InfluencesofCT-MRImachingontumorvolumedelineationwereanalyzed.Results:(1)ThemeanvolumeofCT-volumewas51.4cm3,beingbiggerthanthatofMRI-volume,avolumeof43.4cm3.MostofMRI-volume（66.7%）wassmallerthanCT-volume,beingdifferentinevery3-Ddirection.(2)Thereexistssomedelineationvariationamongthe3radiationoncologists.ThebiggestdiscrepancyinCT-volumecontouredwas12cm3，comparedto7cm3inMRI-volume.Somevariationwithsignificanceofdifferencewasseennotonlybetweendoctor1and3butalsobetweendoctor2and3(pairedt-test;P=0.002and0.006respctively).(3)ThevariationofvolumedelineationdifferenceaccordingtoMRI-volumewassmallerthanthataccordingtoCT-volume(pairedt-test;P=0.000),whichwascausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.Conclusions:(1)CT-MRImachingcouldhaveaninfluenceontumorvolumedelineationinnasopharyngealcarcinoma.(2)Thereoftenexistssomevariationofvolumedelineationcausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.(3)CT-MRIfusioncouldmakesmallerthevariationofvolumedelineationdifferencecausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.[KeyWords]CT-MRImaching;Nasopharyngealcarcinoma;IMRT调强三维适形放疗(IMRT)已越来越广泛地被应用于治疗鼻咽癌，其对靶区的精确度要求很高，而目前普遍用于治疗计划设计的CT图像对解剖结构的显示有一定的局限性，对软组织的分辨率较差，很难确定软组织中浸润的肿瘤边界，势必影响靶区勾画的准确性。不同的医师，由于他们的临床经验以及对解剖、靶区认识上的差异，其勾画出来的靶区常有一定的差别，人为因素的影响较大，如何提高IMRT靶区勾画准确性、减少主观因素引起的靶区勾画偏差已成为众多放射治疗专家及放疗物理师研究的课题。本课题将借助于MRI/CT影像融合技术指导勾画靶区，研究该项技术对提高靶区勾画的准确性以及减少人为因素对靶区勾画的影响是否有一定的指导意义。1对象和方法1．1研究对象分析研究我院2006年2~5月6例首程治疗的鼻咽癌患者。其中男性4例，女性2例，年龄30-60岁(平均年龄45.3岁)，T1：1例，T2：1例，T3：2例，T4：2例，T分期按鼻咽癌福州92分期标准。1．2CT/MRI检查全部病例均在放射治疗体位、热塑面罩固定下行横断面CT增强扫描。采用日本东芝72cm孔径4排螺旋CT机扫描。CT横断面扫描范围从头顶到锁骨下5cm水平，层厚、层距均为3mm。MRI扫描采用GESIGNA2.5T双梯度MRI扫描仪，扫描范围由中脑到锁骨头下缘水平。全部患者均使用头颈联合线圈。横断面T1WI和T2WI及矢状面T1WI平扫，横断面和冠状面行化学饱和脂肪抑制增强T1WI平扫。扫描参数：层厚5mm，间距1mm，矩阵320X224，激励次数2-4次。3T1WI(FSE,TR340ms,TE11.5ms)；T2WI(FRFSE,TR4500ms,TE85ms)；化学饱和脂肪抑制增强T1WI(FSPGR,FLIP85度，TR200ms,TE2.5ms)。1．3影像融合方法及靶区勾画将CT图像及MRI横断面图像经网络传输到OTP工作站，由专人负责在OTP工作站上进行MRI/CT影像融合，先采用Landmark法，选用脑干、左右视神经、基底动脉、齿突等作为内参考点进行粗融合，再采用Manuel法，以CT及MR图像所重建的头面部外轮廓作为参照体进行进一步微调匹配，融合效果由研究小组成员共同评价并确定。完成影像融合后由3位经验丰富的高年资放疗科医师勾画靶区，为方便叙述，本文仅研究影像融合对鼻咽部GTV(GlossTumorVolume)勾画的影响，每位医生针对CT图像(并参照MRI片，以下同)及MRI/CT融合图像先后各勾画一个GTV，最后共生成18个CT图像的GTV(以下简称为CT靶区)及18个MRI/CT融合图像的GTV(以下简称为MRI靶区)。1．4观察数据的获取在PLATO治疗计划系统上读取各个靶区的体积及MRI靶区与CT靶区在三维空间上的差别。1．5统计学方法采用SPSS10.0计算机软件包进行统计处理，不同观察者之间勾画靶区的差别以及不同图像模式下所勾画的靶区偏差的差别用配对t检验。2结果2．1MRI/CT影像融合对靶区体积的影响不同医师所勾画的各个CT靶区及MRI靶区的体积，详见图1，CT靶区的平均体积为51.4cm3，大于MRI靶区的平均体积43.4cm3。图中虚线表示MRI靶区与CT靶区相等，若MRI靶区位于虚线以下则表示影像融合后小于相对应的CT靶区。由图可见，MRI影像融合后使靶区体积减少所占的比例较高，为66.7%(12∕18)，而融合后使靶区体积增多的占33.3%(6∕18)。2．2MRI靶区与CT靶区在三维空间上的差别以CT靶区中心点为基准点，测量并比较同一位医师所勾画的MR靶区与CT靶区、MR与CT靶区各共有部分、MR与CT靶区各总覆盖体积等在前、后、左、右、上、下方向上的偏差，同时计算CT靶区中心点往上、往下各1.2cm的两个轴位层面上两种靶区往前、后、左、右方向上的差别，若MR＞CT，所测得的数值为“+”，反之为“—”，其结果如表1所示。结果显示，根据融合后所勾画的MR靶区与CT靶区相比在各个方向上有改变，最大的偏差见于治疗中心点往后方向，MR靶区小于CT靶区,平均相差3.8mm(标准差2.1mm)；在上下(头脚方向)，MR靶区大于CT靶区，尤其是向下方向，两者平均相差42.1mm(标准差3.5mm)，而左右方向平均偏差较小，但其标准差较大，最大的标准差见于CT靶区中心点往下12mm层面的左右方向，为8.7mm。2．3人为因素对靶区勾画的影响三位医师之间所勾画的CT靶区最大与最小的差别为12cm3，而MR靶区7cm3；每位医师所勾画的MR靶区体积∕CT靶区体积的比值R有所区别，其中医师1与医师3之间的差别有显著性，配对t检验P=0.002，见表2