CT/MRI影像融合在鼻咽癌适行放疗靶区勾画中的应用

苑仁冰 庄永志 徐丽杰

（大庆油田总医院肿瘤1科，黑龙江 大庆 163000）

CT/MRI影像融合在鼻咽癌适行放疗靶区勾画中的应用

苑仁冰 庄永志 徐丽杰

（大庆油田总医院肿瘤1科，黑龙江 大庆 163000）

目的 探讨CT与CT/MRI图像融合在鼻咽癌适形调强放射治疗中肿瘤靶区勾画的精确性和一致性。方法 选择35例经鼻咽镜活检病理和鼻咽部CT/MRI证实为Ⅰ～Ⅳa期的初治鼻咽低分化鳞癌患者35例，分别对患者的CT图像和CT/MRI融合图像进行靶区勾画，并制定IMRT治疗计划。然后比较两个计划中95%靶区容积（D95）所受的剂量，以及各期鼻咽癌CT与CT/MRI融合图像的靶区相容情况。结果 用CT图像上勾画的GTV做IMRT治疗计划时，GTV得到的平均D95剂量是67.78Gy，而CT/MRI上的GTVf的平均D95剂量是60.03Gy，这说明GTVf内有一部分肿瘤处于低剂量区。而用CT/MRI融合图像上勾画的GTVf做IMRT治疗计划时，二者的剂量分布基本相同。结论 CT图像上勾画的GTV包含CT/MRI融合图像上勾画的GTVf主要集中在T1和T2病变，而T3、T4病变主要是GTVf包含GTV。而且在不同的分期，GTV与GTVf之间均具有互补关系。

CT/MRI图像融合；鼻咽癌；适形化疗

鼻咽癌是我国常见的恶性肿瘤之一，由于鼻咽解剖部位的特殊性和鼻咽癌细胞的生物学特性，手术难以彻底清除病灶，手术治疗对面部器官的破坏重，所以放疗是鼻咽癌的主要治疗手段[1]。适形调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）的特点是根据目标函数的需要对各个方向射野内的剂量分布进行调整，从而更好地在三维方向上使高剂量区和靶区形状相一致，并且降低周围正常组织的照射剂量[2～3]，进一步提高肿瘤的局控率，同时保护肿瘤周围的正常组织器官，减轻放射反应和并发症。IMRT对靶区的精确度要求很高，应用IMRT技术治疗鼻咽癌的关键之一是准确勾画肿瘤范围[4]。目前的治疗计划系统绝大多数是基于CT影像，但CT对软组织的分辨率不高，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，而MRI则具有优异的软组织分辨率，且采用容积采集方式获得图像信息，与CT相比在鼻咽癌靶区的确定上有更大的优势[5]。但是MRI空间分辨精确度较低，且由于扫描时间长和缺少固定装置，容易形成伪影，同时MRI也缺少放射治疗剂量计算所需要的电子密度信息，故不能直接应用MRI制定放疗计划。由于以上两种图像能够提供互补信息，所以可以将CT和MRI图像融合应用于治疗计划系统。本研究的目的是探讨CT与CT/MRI图像融合在鼻咽癌适形调强放射治疗中大体肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV）勾画的精确性和一致性。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2009年1月至2011年12月就诊于我科，经鼻咽镜活检病理和鼻咽部CT/MRI证实为Ⅰ～Ⅳa期的初治鼻咽低分化鳞癌患者35例，年龄在40～66岁，中位年龄53岁，其中男患27例，女患8例，T1病变3例，T2病变8例，T3病变15例，T4病变9例。患者的KPS评分均≥70分。

1.2 定位及图像融合方法

患者仰卧位，采用头颈肩一体热塑面罩固定体位，飞利浦64排螺旋CT扫描定位，扫描时采用的是与加速器治疗床一致的平板床，扫描范围包括头顶至锁骨下3～4cm，层厚3～5mm。然后应用GE公司的MRI进行扫描定位，并采用与CT扫描时一致的体位，扫描范围与CT相同，层厚5mm。扫描后将CT和MRI图像数据信息通过网络传输到飞利浦公司的Pinnacle 8.0d适形放疗计划系统，本系统可根据CT及MRI图像分别重建三维图像，然后再根据重建后的三维图像上的头部骨性标志进行刚性融合。融合完成后，分别对患者的CT图像和CT/MRI融合图像进行靶区勾画。

1.3 靶区勾画方法

鼻咽癌的靶区定义参考ICRU50号和60号文件标准。肿瘤靶区包括：原发肿瘤（GTVnx）和颈部淋巴结转移区（GTVnd）。临床靶区（CTV）：原发肿瘤周围可能受侵的邻近区域或已有转移的淋巴结区域（高危区）。计划靶区（PTV）：根据摆位误差和系统误差，在CTV的基础上外放3～5mm。以上需根据临床具体解剖结构进行修正。对危及器官进行勾画，包括两侧腮腺、视交叉、视神经、眼球、晶体、脊髓和脑干。然后分别用CT图像上的肿瘤靶区（GTV）和CT/MRI融合图像上的肿瘤靶区（GTVf）做IMRT的治疗计划。肿瘤靶区的处方剂量是70.4Gy。

1.4 评价指标

分别比较两个计划中95%靶区容积（D95）所受的剂量，以及各期鼻咽癌CT与CT/MRI融合图像的靶区相容情况。

2 结 果

2.1 95%靶区容积（D95）所受的剂量

用CT图像上勾画的GTV做IMRT治疗计划时，CT上的GTV得到的平均D95剂量是67.78Gy，而CT/MRI上的GTVf得到平均D95剂量是60.03Gy，这说明GTVf内有一部分肿瘤处于低剂量区。而用CT/MRI融合图像上勾画的GTVf做IMRT治疗计划时，GTV和GTVf的平均D95剂量是分别67.71Gy和67.13Gy，二者的剂量分布基本相同。见表1。

表1 两个IMRT治疗计划中GTV与GTVf平均D95剂量的比较

2.1 靶区相容情况

CT图像上勾画的GTV包含CT/MRI融合图像上勾画的GTVf主要集中在T1和T2病变，而T3、T4病变主要是GTVf包含GTV。而且在不同的分期，GTV与GTVf之间均具有互补关系。见表2。

表2 GTV与GTVf的相容情况

3 讨 论

随着IMRT等精确放疗技术在鼻咽癌治疗中的广泛应用，对靶区勾画精确度的要求也越来越高，精确地勾画靶区是制定最佳治疗计划、降低肿瘤局部复发率以及保护肿瘤周围重要组织器官的首要条件。

MRI可以更好地显示放疗计划中需要确定的鼻咽周围软组织结构和重要器官，如咽旁间隙、椎前组织、脑干、脊髓、视神经等，特别在咽旁间隙、椎前组织、颅底侵犯与否的判断上，CT图像很难确定，但是MRI图像则显示得更明确、容易。咽旁间隙、椎前组织、颅底侵犯分别是鼻咽癌预后指标，侵犯与否对于鼻咽癌放射治疗计划很重要，侵犯范围的判断直接影响鼻咽癌放射治疗计划及治疗疗效[6～7]。文献报道，鼻咽周围软组织受侵检出率，MRI较CT提高20%～35%，颅底骨质侵犯提高17%～20%；咽旁间隙及颅内侵犯的检出率均提高17%，并在鉴别副鼻窦肿瘤侵犯与阻塞性炎症、咽后淋巴结转移与肿瘤直接侵犯咽旁间隙等方面均有独特优势[8～9]。CT在显示颅底骨皮质破坏范围及颅底各孔（如圆孔、卵圆孔、颈动脉孔和颈静脉孔）的破坏上却较MRI满意[10]。CT/MRI影像融合能把CT与MRI图像结合，互补不足，更利于精确的勾画靶区。Khoo等[11]分别应用MRI和CT资料对脑膜瘤勾画靶区，结果为GTV-MRI＞GTV-CT，同时发现GTV-MRI并不能完全包绕GTV-CT。Bahman[12]、杨红茹等[13]对鼻咽癌的影像学研究也得出同样的结论，GTV-MRI比GTV-CT大40%～74%。Emami等[14]研究MRI对鼻咽癌GTV勾画的影响显示，CT/MRI靶区描绘比CT勾画相比大74%，单凭CT或MRI来勾画原发灶都会导致部分靶区缺失，因此以CT/MRI融合勾画GTV是很好的选择。

本研究结果显示，用CT图像上勾画的GTV做IMRT治疗计划时，GTV得到的平均D95剂量是67.78Gy，而CT/MRI上的GTVf的剂量相对较低，这说明GTVf内有一部分肿瘤处于低剂量区，这可能与鼻咽癌的局部复发有一定的相关性。而用CT/MRI融合图像上勾画的GTVf做IMRT治疗计划时，二者的剂量分布基本相同。由于CT软组织的分辨率不高，难以确定软组织中浸润的肿瘤边界，导致靶区勾画范围偏大，而MRI能较明确的分辨肿瘤侵犯范围，因此GTV包含GTVf多为T1、T2病变；而T3、T4病变，由于为MRI对颅底、斜坡、副鼻窦受侵的分辨率好于CT，能够发现一些早期浸润性病变，故多为GTVf包含GTV；对某些复杂部位，因CT、MRI各自成像的特点和局限性，致使二者形成互补关系。

综上所述，应用CT/MRI图像融合技术勾画鼻咽癌靶区，有助于提高肿瘤的精确性，最大限度减少肿瘤靶区的遗漏，并有可能进一步提高鼻咽癌的局控率，值得临床推广应用。

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1671-8194（2013）21-0119-03