不同CT重建方式對頭顱腫瘤放療劑量的影響

摘要：目的 研究不同的CT重建方式以及重建層厚對于頭顱腫瘤的放射治療的劑量計算的影響，探討是否可以通過改變CT重建方式或是重建層厚來設計治療計劃。方法 隨機選擇5例病理確診為頭顱腫瘤的患者，在相同的條件下行CT平掃及CT增強掃描，然后對原始數據進行重建，分別用常規FOV和擴展FOV對其進行重建，重建層厚分別為1、2、3、4mm。結果 入組的5例病例中，其CT重建中腫瘤的大小在常規FOV中的體積大于擴展FOV中的體積，且差異有統計學意義。放療劑量無明顯差異。CT重建層厚最適宜為1mm。結論 頭顱腫瘤的CT的常規FOV較擴展FOV顯示靶區體積大，對頭顱腫瘤放療計劃無明顯影響。CT重建層厚越小，重建圖像質量越好。

關鍵詞：CT重建；頭顱腫瘤；放療劑量

隨著X射線球管、CT系統設計、圖像的重建算法等技術都在不斷的發展中，CT圖像的質量得到了很明顯提高。尤其是在最近的十多年里，多層CT的技術迅猛發展使得CT的診斷能力和掃描速度都有了顯著提高，大大的擴展了CT在臨床診療中的應用。

目前，在醫學影像中一般的CT平掃以及CT增強掃描的圖像已經能夠滿足大多數疾病的診斷、治療以及定位等的需求，但對于有些病例還需對其CT圖像進行三維重建，以便獲得更加真實立體的圖像，方便臨床醫生做出更好的臨床診斷、治療決定。盡管現今隨著醫學水平的發展，已經涌現出了許多有效的腫瘤防治的新技術，例如射頻消融、干細胞療法等，但是手術治療、放療和化療，仍然是治療腫瘤的三大主要方法。而在許多頭顱腫瘤的治療中，放療正在起著越來越重要的作用，進而成為頭顱腫瘤最主要的治療措施之一，因而準確的定位、合適的劑量就顯得更加重要。利用醫療影像重建分析與互動系統可以將CT圖像直接重建為三維，甚至是四維的影像[1]，大幅度地提高了頭顱腫瘤的療效[2]。利用CT圖像重建技術設計頭顱腫瘤的放射治療計劃，使頭顱腫瘤的放療更加精確合理。使醫生能更加清楚患者顱內和腫瘤靶區的特點，并對其進行個體化的放療計劃設計。CT圖像重建與放療技術的結合，有助于減少頭顱腫瘤靶區外邊界受累，進行精確的CT圖像引導放療，在提高靶區受照劑量的同時，也可降低其對周邊正常組織的毒副作用。因此CT圖像重建及其在頭顱腫瘤的放療中的應用受到了廣泛的關注[3]。

現選取病理確診為頭顱腫瘤的5例病例，對其進行常規FOV和擴展FOV，比較其靶區大小以及對放療計劃的影響。

1 資料與方法

選擇病理確診為頭顱腫瘤的患者5例，在相同的條件下行CT平掃及CT增強掃描，然后對原始數據進行重建，分別用常規FOV和擴展FOV對其進行重建，重建層厚分別為1、2、3、4mm。CT掃描時使用西門子的somatom sensation 64螺旋CT機，CT重建在西門子的工作站syngo multimodality workplace上進行。比較各個病例常規FOV和擴展FOV中腫瘤靶區的大小，評估不同CT重建方法對頭顱腫瘤放療劑量的影響。采用SPSS20.0將收集數據進行分析，對其進行配對t檢驗體積和分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

我們觀察到CT掃描頭顱腫瘤后以不同的重建層厚，分別為1、2、3、4mm進行CT重建，靶區的體積在常規FOV和擴展FOV兩組圖像上是有差別的，且差別具有統計學意義（P<0.05）。常規FOV重建圖像上的頭顱腫瘤靶區的體積比擴展FOV重建圖像上的頭顱腫瘤靶區的體積要大一些。這種趨勢很明顯，但這兩組圖像上的頭顱腫瘤靶區的體積的數值相差并不大。

對兩組不同重建方式重建的CT圖像的頭顱腫瘤靶區的DVH的結果進行配對設計t檢驗結果顯示，兩組的最小值、中位數均無統計學意義（P>0.05），但DVH的最大值在兩組圖像的頭顱腫瘤靶區上是有差別的，且差別具有統計學意義（P<0.05），在擴展FOV上要比常規FOV要大一些。

靜態器官CT掃描后的三維重建形態逼真，與實物無明顯差異，而顱內器官由于結構精細復雜，進行螺旋CT掃描時，受顱骨、呼吸運動等的影響，顱內器官的三維重建圖像與實物相比有較嚴重的變形。

CT掃描的層厚V1、CT重建的層厚V2和CT重建的間隔V3對CT重建的圖像的質量影響程度存在差異，影響系數分別為V1=1425.412，V2=572.653，V3=387.432，差異具有統計學意義（P<0.05）。

3 討論

CT圖像重建以及其在頭顱腫瘤的放療中的應用對頭顱腫瘤中有重要的作用。在CT掃描的過程中，受顱骨、呼吸運動等的影響，CT掃描所得圖像中不可避免地會出現一些偽影，給臨床治療帶來部分錯誤的信息，可能會導致誤診、誤判以及誤治，給患者的身心健康帶來不利的影響[4]。

為了能夠既減少或消除各種偽影產生的影響，又能夠反映顱內器官隨周期運動出現的變化規律，實現準確的診療的目的，將CT掃描圖像進行各種不同的重建，真實地再現了顱內器官以及腫瘤的形態結構，而且能夠反映腫瘤周邊的特點，在頭顱腫瘤的治療中具有廣闊的應用前景[5]。

通過本研究采用的分別為1、2、3、4mm的CT重建的層厚分別對5例患者進行常規FOV和擴展FOV重建，可以得到重建的層厚對圖像質量有很大的影響，重建層厚越小，重建圖像質量越好。因此實際應用中建議CT重建的層厚為CT掃描的層厚的一個較小的倍數，以1為好，即CT重建的層厚等于CT掃描的層厚。在本研究中利用1mm的CT重建層厚進行CT重建得出的圖像質量是最好的。

綜上，放療定位專用CT在掃描時如果掃描參數一致的情況下，常規FOV和擴展FOV兩種重建模式的圖像上制定的放療計劃，頭顱腫瘤的靶區體積的大小是具有統計學差異的，DVH工具分析DVH最大值和平均值之間的差別，對于部分靶區是具有統計學意義的。CT重建的FOV的大小可能對頭顱腫瘤放療劑量的計算結果及放療計劃的評價具有輕度的影響。但是通過觀察和驗證期絕對劑量值，這種差別對臨床上頭顱腫瘤的放療的實際影響并不是非常顯著。CT重建層厚越小，重建圖像質量越好。

參考文獻：

[1]張書旭，周凌宏，徐海榮，等.4D-CT重建及其應用研究新進展[J].中國醫學物理學雜志，2009（02）：1046-1050.

[2]神經腫瘤[C].中國廣州：2004.

[3]高振龍，王強，劉彩霞.多層CT掃描層厚、重建參數的選擇對容積重建圖像質量的影響[J].中華放射醫學與防護雜志，2005（06）：572-574.

[4]張書旭，周凌宏，陳光杰，等.基于相似性測度的4D-CT重建實驗研究[J].中國輻射衛生，2009（01）：35-37.

[5]張書旭，余輝，楊俊，等.基于體積變化的四維計算機斷層圖像重建[J].中國組織工程研究與臨床康復，2010（26）：4818-4822.

編輯/王敏