放療的精髓是讓腫瘤組織受到最大劑量的照射,而周圍正常組織得到

放療的精髓是讓腫瘤組織受到最大劑量的照射，而周圍正常組織得到MRI/CT影像融合對鼻咽癌靶區(qū)勾畫的影響應用于治療鼻咽癌，精確勾畫靶區(qū)至關重要，而MRI與CT對靶區(qū)的顯示各有優(yōu)融合，由3位經(jīng)驗豐富的高年資放療科醫(yī)師(命名為醫(yī)師1，2，3)勾畫鼻咽部GTV，每位醫(yī)生針對CT圖像(參照MRI片)及MRI/CT融合圖像先后各勾畫一個GTV，共生成18個CT圖像的GTV(CT靶區(qū))及18個MRI/CT融合圖像的GTV(MRI靶區(qū))，研究影像融合對靶區(qū)勾畫的影響。結(jié)果：1）CT靶區(qū)的平均體積為，大于MRI靶區(qū)的，大多數(shù)（%）MRI靶區(qū)比CT靶區(qū)小，兩種靶區(qū)在三維空間各個方向上都有差別。2）不同觀察者之間所勾畫的靶區(qū)有一定的差異，他們之間所勾畫的CT靶區(qū)最大與最小的差別為12cm3，而MR靶區(qū)7cm3，而且醫(yī)師與3之間在靶區(qū)勾畫上的差別有顯著性差異（配對t檢驗P分別為及）。3)不同醫(yī)師根據(jù)MRI/CT融合圖像勾畫的靶區(qū)（MRI靶區(qū)），由于主觀認識上的差異引起的差別小于根據(jù)CT圖像勾畫的靶區(qū)（CT靶區(qū)）之間的差別（t檢驗P=）。結(jié)論：1）MRI/CT影像融合影響鼻咽癌靶區(qū)的勾畫；2）不同醫(yī)師勾畫的靶區(qū)常因主觀認識上的差異而存在一定的差別；3)MRI/CT影像融合可以縮小醫(yī)師之間靶區(qū)勾畫的[關鍵詞]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:[Abstract]BackgroundandObjective:IMRThasbeenwidelyusedintreatingnasopharyngealcarcinoma.Itisveryimportanttohaveanaccuratevolumedelineation.ThispaperwilldiscussthevaluesofCT-MRImachingfortumorvolumedelineationinnasopharyngealcarcinoma.Methods:6caseswithnasopharyngealcarcinomatreatedinourhospitalbetweenFebruaryandMay2006wereobserved.CT-MRIfusionwasdoneafterfinishingthescansofCTandMRI.The1362000福建醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院放療科，福建泉州2350014福建醫(yī)科大學教學醫(yī)院福建省腫瘤醫(yī)院放療科，福建福州GTV(grosstumorvolume)ofnasopharynxforeachpatientwascontouredindependentlyby3experiencedradiotherapists(calldoctor1,2,3)onaxialCTslices,makingreferencestoMRI,andonaxialMRIslicesfusedtotheCTslices.18volumesaccordingtotheCTslices(CT-volume)and18accordingtotheMRIfusedtotheCTslices(MRI-volume)werethenfinished.InfluencesofCT-MRImachingontumorvolumedelineationwereanalyzed.Results:(1)ThemeanvolumeofCT-volumewas,beingbiggerthanthatofMRI-volume,avolumeof.MostofMRI-volume（%）wassmallerthanCT-volume,beingdifferentinevery3-Ddirection.(2)Thereexistssomedelineationvariationamongthe3radiationoncologists.ThebiggestdiscrepancyinCT-volumecontouredwas12cm3，volume.Somevariationwithsignificanceofdifferencewasseennotonlybetweendoctor1and3butalsobetweendoctor2and3(pairedt-test;P=andrespctively).(3)ThevariationofvolumedelineationdifferenceaccordingtoMRI-volumewassmallerthanthataccordingtoCT-volume(pairedt-test;P=,whichwascausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.Conclusions:(1)CT-MRImachingcouldhaveaninfluenceontumorvolumedelineationinnasopharyngealcarcinoma.(2)Thereoftenexistssomevariationofvolumedelineationcausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.(3)CT-MRIfusioncouldmakesmallerthevariationofvolumedelineationdifferencecausedbythedifferentknowledgeofradiationoncologists.[KeyWords]CT-MRImaching;Nasopharyngealcarcinoma;IMRT調(diào)強三維適形放療(IMRT)已越來越廣泛地被應用于治療鼻咽癌，其對靶區(qū)的精確度要求很高，而目前普遍用于治療計劃設計的CT圖像對解剖結(jié)構(gòu)的顯示有一定的局限性，對軟組織的分辨率較差，很難確定軟組織中浸潤的腫瘤邊界，勢必影響靶區(qū)勾畫的準確性。不同的醫(yī)師，由于他們的臨床經(jīng)驗以及對解剖、靶區(qū)認識上的差異，其勾畫出來的靶區(qū)常有一定的差別，人為因素的影響較大，如何提高IMRT靶區(qū)勾畫準確性、減少主觀因素引起的靶區(qū)勾畫偏差已成為眾多放射治療專家及放療物理師研究的課題。本課題將借助于MRI/CT影像融合技術指導勾畫靶區(qū)，研究該項技術對提高靶區(qū)勾畫的準確性以及減少人為因素對靶區(qū)勾畫的影響是否有一定的指導意義。1對象和方法1．1研究對象分析研究我院2006年2~5月6例首程治療的鼻咽癌患者。其中男性4例，女性2例，年齡30-60歲(平均年齡歲)，T1：1例，T2：1例，T3：2例，T4：2例，T分期按鼻咽癌福州92分期標準。1．2CT/MRI檢查全部病例均在放射治療體位、熱塑面罩固定下行橫斷面CT增強掃描。采用日本東芝72cm孔徑4排螺旋CT機掃描。CT橫斷面掃描范圍從頭頂?shù)芥i骨下5cm水平，層厚、層距均為3mm。MRI掃描采用GE雙梯度MRI掃描儀，掃描范圍由中腦到鎖骨頭下緣水平。全部患者均使用頭頸聯(lián)合線圈。橫斷面T1WI和T2WI及矢狀面T1WI平掃，橫斷面和冠狀面行化學飽和脂肪抑制增強T1WI平掃。掃描參數(shù)：層厚5mm，間距1mm，矩陣320X224，激勵次數(shù)2-4次。T1WI(FSE,TR340ms,；T2WI(FRFSE,TR4500ms,TE85ms)；化學飽和脂肪抑制增強1．3影像融合方法及靶區(qū)勾畫將CT圖像及MRI橫斷面圖像經(jīng)網(wǎng)絡傳輸?shù)絆TP工作站，由專人負責在OTP工作站上進行MRI/CT影像融合，先采用Landmark法，選用腦干、左右視神經(jīng)、基底動脈、齒突等作為內(nèi)參考點進行粗融合，再采用Manuel法，以CT及MR圖像所重建的頭面部外輪廓作為參照體進行進一步微調(diào)匹配，融合效果由研究小組成員共同評價并確定。完成影像融合后由3位經(jīng)驗豐富的高年資放療科醫(yī)師勾畫靶區(qū)，為方便敘述，本文僅研究影像融合對鼻咽部GTV(GlossTumorVolume)勾畫的影響，每位醫(yī)生針對CT圖像(并參照MRI片，以下同)及MRI/CT融合圖像先后各勾畫一個GTV，最后共生成18個CT圖像的GTV(以下簡稱為CT靶區(qū))及18個MRI/CT融合圖像的GTV(以下簡稱為MRI靶1．4觀察數(shù)據(jù)的獲取在PLATO治療計劃系統(tǒng)上讀取各個靶區(qū)的體積及MRI靶區(qū)與CT靶區(qū)在三維空間上的差別。1．5統(tǒng)計學方法采用計算機軟件包進行統(tǒng)計處理，不同觀察者之間勾畫靶區(qū)的差別以及不同圖像模式下所勾畫的靶區(qū)偏差的差別用配對t檢驗。2．1MRI/CT影像融合對靶區(qū)體積的影響不同醫(yī)師所勾畫的各個CT靶區(qū)及MRI靶區(qū)的體積，詳見圖1，CT靶區(qū)的平均體積為，大于MRI靶區(qū)的平均體積。圖中虛線表示MRI靶區(qū)與CT靶區(qū)相等，若MRI靶區(qū)位于虛線以下則表示影像融合后小于相對應的CT靶區(qū)。由圖可見，MRI影像融合后使靶區(qū)體積減少所占的比例較高，為%(12∕18)，而融合后使靶區(qū)體積增多的占%(6∕18)。2．2MRI靶區(qū)與CT靶區(qū)在三維空間上的差別以CT靶區(qū)中心點為基準點，測量并比較同一位醫(yī)師所勾畫的MR靶區(qū)與CT靶區(qū)、MR與CT靶區(qū)各共有部分、MR與CT靶區(qū)各總覆蓋體積等在前、后、左、右、上、下方向上的偏差，同時計算CT靶區(qū)中心點往上、往下各的兩個軸位層面上兩種靶區(qū)往前、后、左、右方向上的差別，若MR＞CT，所測得的數(shù)值為“+”，反之為“—”，其結(jié)果如表1所示。結(jié)果顯示，根據(jù)融合后所勾畫的MR靶區(qū)與CT靶區(qū)相比在各個方向上有改變，最大的偏差見于治療中心點往后方向，MR靶區(qū)小于CT靶區(qū),平均相差mm(標準差；在上下(頭腳方向)，MR靶區(qū)大于CT靶區(qū)，尤其是向下方向，兩者平均相差mm(標準差，而左右方向平均偏差較小，但其標準差較大，最大的標準差見于CT靶區(qū)中心點往下12mm層面的左右方向，為mm。2．3人為因素對靶區(qū)勾畫的影響三位醫(yī)師之間所勾畫的CT靶區(qū)最大與最小的差別為12cm3，而MR靶區(qū)7cm3；每位醫(yī)師所勾畫的MR靶區(qū)體積∕CT靶區(qū)體積的比值R有所區(qū)別，其中醫(yī)師1與醫(yī)師3之間的差別有顯著性，配對t檢驗P=，表1MR靶區(qū)與CT靶區(qū)在三維空間上的差別偏差的平均值(mm)標準差CT靶區(qū)中心點往向前后左右上下CT靶區(qū)中心點往上12mm層面前后左右CT靶區(qū)中心點往下12mm層面前后左右表2不同觀察者對靶區(qū)勾畫的影響R1R2R3R4R5R6平均值★：為95%可信區(qū)間，以下同配對t檢驗醫(yī)師1與醫(yī)師3，醫(yī)師2與醫(yī)師3之間的差別有顯著性，前者相關系2．4影像融合技術減少了人為因素對靶區(qū)勾畫的影響人為因素對靶區(qū)勾畫的影響程度，可用不同圖像模式下(融合圖像vs.CT圖像)3位醫(yī)師所勾畫的靶區(qū)所覆蓋的總體積V與共有的體積V的比值（如圖2所示），表示為V∕V，越接近于1，說明不同觀察者根據(jù)相應的圖像模式所勾畫的靶區(qū)越趨于一致，該比值越大，說明該圖像模式不同觀察者勾畫靶區(qū)的差別越大，由表2可見，融合圖圖2CT圖像（左）與融合圖像（右）下勾畫的靶區(qū)示意圖表2不同圖像模式與Ve∕Vc比值的關系平均值(95%CI)1融合圖像t=，P=調(diào)強三維適形放療(IMRT)已越來越廣泛地被應用于治療鼻咽癌的患者，其對靶區(qū)的精確度要求很高，精確地勾畫靶區(qū)是制定最佳治療計劃、降低腫瘤的局部復發(fā)率、保護腫瘤周圍的重要器官的首要條件。然而，用于鼻咽癌的診斷和放療計劃設計的主要影像手段MRI與CT在腫瘤及正常組織的顯示上各有優(yōu)缺點，MRI在顯示軟組織方面具有明顯的優(yōu)勢，尤其用于分辯腫瘤組織與正常肌肉組織、良性病變的鼻甲粘膜，判別含黃骨髓的顱底、斜坡、翼突等是否受累等，缺點是空間分辨精確度較低，而且由于掃描時間長和缺少固定裝置，容易形成偽影，顱底骨皮質(zhì)破壞的邊界顯示不清，且對圓孔、卵圓孔、頸動脈孔、頸靜脈孔的破壞顯示不夠理想；而CT能較佳顯示顱底骨皮質(zhì)破壞，且對圓孔、卵圓孔、頸動脈孔、頸靜脈孔的破壞的顯示較為滿意，但對于軟組織受侵的邊界常難以確定。研究〔1~4〕表明，以MRI圖像勾畫的靶區(qū)與依據(jù)CT圖像勾畫的靶區(qū)并不完全一致。以CT界定的靶體積為參考標準，按MRI來勾畫常較大。KhooVS等〔2〕分別應用MRI和CT資料對腦膜瘤勾畫靶區(qū)，結(jié)果為GTV-MRI＞GTV-CT，同時發(fā)現(xiàn)GTV-MRI并不能完全包繞GTV-CT。BahmanE等〔1〕對鼻咽癌的影像學研究也得出同樣的結(jié)論，GTV-MRI比GTV-CT大40~74%。而RaschC等〔3〕在一項晚期頭頸部腫瘤的研究中卻根據(jù)單一的MRI或CT圖像勾畫的靶區(qū)常不一致，因此有必要將MRI與CT圖像進行影像融合，文獻資料〔4-6〕表明，MRI/CT融合圖像能為放療科醫(yī)師提供兩者互補信息，克服MRI與CT圖像對靶區(qū)顯示的不足，影響根據(jù)MRI與CT圖像進精確放療的實施奠定基礎。WeltensC等〔5〕對5例腦瘤患者依據(jù)MRI/CT融合圖像勾畫靶區(qū)，影響了單純根據(jù)CT勾畫的靶區(qū)，根據(jù)融合圖像勾畫的平均靶區(qū)體積比根據(jù)CT勾畫大，分別為和。本研究發(fā)現(xiàn)，依據(jù)MRI/CT影像融合所勾畫的鼻咽部GTV（MRI靶區(qū)）比根據(jù)CT的靶區(qū)（CT靶區(qū)）來得小，且大多數(shù)（%）MRI靶區(qū)比CT靶區(qū)小，可見MRI/CT影像融合確實對鼻咽癌的靶區(qū)勾畫產(chǎn)生一定的影響。我們的研究還表明，影像融合靶區(qū)（MRI靶區(qū)）與CT靶區(qū)相比在三維空間的各個方向上均有差異，其中影響幅度最大的見于往后方向，分析其原因主要為：1）CT圖像常難以分辨腫瘤與椎前?。^長肌、頸長肌根據(jù)CT勾畫的靶區(qū)常將椎前肌群包括在內(nèi)，而MRI對軟組織的分辨率較高，能將鼻咽腫瘤與肌肉區(qū)分開來；MRI/CT融合所勾畫出來的靶區(qū)常因主觀上擔心遺漏而可能比實際的大，由于MRI圖像能清楚顯示髓質(zhì)浸潤區(qū)域，根據(jù)MRI/CT融合影像能更精確客觀地勾畫髓質(zhì)病變區(qū)域，從而使靶區(qū)縮小。頭腳方向（上下方向）也常有變化，尤其是往腳的方向，影像融合的靶區(qū)（MRI靶區(qū)）較大，這主要由于MRI能夠清晰的顯示咽后淋巴結(jié)，而CT由于血管、肌肉的干擾常?？赡軣o法發(fā)現(xiàn)較小的咽后淋巴結(jié)，根據(jù)CT勾畫時可能遺漏。左右方向，雖然MR靶區(qū)與CT靶區(qū)相比較平均差別較小，但仔細分析病例，有的在該方向上兩者的差別較大，本研究1例在左右方向上偏差很大，MR靶區(qū)比CT靶區(qū)小18mm。進一步研究圖像發(fā)現(xiàn)，由于咽后淋巴結(jié)腫大而使正常的鼻咽黏膜與咽鼓管隆突區(qū)呈隆起性改變，根據(jù)CT圖像容易誤認為腫瘤，而MRI能將其鑒別開來，導致融合后所勾畫的MR靶區(qū)比CT靶區(qū)縮小約35%。往前方甲粘膜以及判別翼突是否受累，故而有時可以避免將部分正常組織勾畫在內(nèi)。不同的醫(yī)師常因?qū)Π袇^(qū)的認識水平、對解剖的熟悉程度以及讀片水平等主觀上的差異致使所勾畫的靶區(qū)存在一定的差別，這在腦瘤、前列腺癌、肺癌等〔5，6〕的靶區(qū)勾畫研究中已有報道。我們的研MR靶區(qū)7cm3，而且醫(yī)師1與3之間、醫(yī)師2與3之間在靶區(qū)勾畫上的差別有顯著性差異。在MRI/CT融合影像指導下勾畫靶區(qū)可以縮小醫(yī)師之間由于主觀認識上的不同所導致的靶區(qū)勾畫差別〔5〕，本文資料顯示，不同醫(yī)師之間根據(jù)MRI/CT融合圖像勾畫的靶區(qū)（MRI靶區(qū)），由于主觀認識上的差異引起的差別小于CT靶區(qū)的差別，本研究1例由于咽后淋巴結(jié)腫大而使正常的咽鼓管隆突區(qū)呈隆起性改變（如上所述），這時通過影像學去判斷該區(qū)域是否受侵較為困難，有1位醫(yī)師按腫瘤三維適形包括調(diào)強適形放療的單位制定靶區(qū)集體討論制度，所勾畫的靶區(qū)在傳送給物理師設計治療計劃之前，應該集中討論并由一位權威的專家確認通過，必要時與影像學專家一起協(xié)商，同時應該結(jié)合纖維鼻咽鏡的檢查結(jié)果，力爭減少人為因素引起的靶區(qū)勾畫誤差，將靶區(qū)勾畫的準確性提高到最高的程度?？傊?，MRI/CT影像融合對鼻咽癌的靶區(qū)勾畫有一定的影響，可能會使得根同醫(yī)師認識上的差別導致的靶區(qū)勾畫的不一致性，值得在臨床推廣使用。然而，我們的研究還存在以下不足之處：1）由于條件所限，MR掃描時無法取得與CT掃描一致的體位，而目前我們的融合軟件仍無法進行彈性融合，常常是顱底斜坡周圍融合效果很好，而靠近齒狀突的鼻咽部及咽后淋巴結(jié)效果欠佳，反之亦然，進行2次融合可能是解決途徑之一。2）MR掃描參數(shù)的設置仍不夠理想。為了縮短掃描時間，避免病人不自主運動所造成的偽影，我們將MR掃描的層厚設置為5mm，較厚，這勢必影響融合圖像的精度。下一步我們將摸索更佳的MR掃描參數(shù)及掃描方法，探討更好的影像融合方式，研究MRI/CT影像融合的精度問題等等，切實使得影像融合技術能真正更好地為我們的實際臨床工作服務。參考文獻1BahmanE,AnilS,GuyJP.InfluenceofMRIontargetvolumedelineationandIMRTplanninginnas