利用薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的初步评价

利用薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的初步评价

张超，刘凌湘，易兰，胡家柱，邹国荣，黎益华，曾伟华，何艳

(广州市番禺区中心医院肿瘤科，广东 广州 511400)

[摘要]目的探讨薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的可行性。方法在MRI矢状位确定颅内肿瘤病灶具有代表性的3个层面并测量这3个层面至矢状正中层面的距离Sd1、Sd2、Sd3，在一张薄膜上用细线笔描记这3个层面的颅骨表面轮廓与肿瘤病灶轮廓；根据Sd1、Sd2、Sd3数值在重建矢状位CT影像中找到相对应的3个层面，通过调节图像缩放功能以及微调头颅前倾后仰角度，使得2幅图像的颅骨表面轮廓完全重合。冠状位层面的匹配过程大致类推。矢状位切面图与冠状位切面图各取60套，将治疗计划的肿瘤靶区轮廓与薄膜描记的MRI肿瘤病灶轮廓比对验证，分别测出两者在各方向的差异。结果2种方法在矢状位的差异：前后方向(1.25±0.56)mm，头脚方向(1.37±0.42)mm；在冠状位的差异：左右方向(1.82±0.89)mm，头脚方向(2.26±0.86)mm；大于3 mm差异者，矢状位的前后与头脚方向均为0.00%，而冠状位的左右方向为0.00%，冠状位的头角方向为6.67%。结论薄膜描记比对方法可以改善颅内肿瘤靶区的勾画准确性。

[关键词]薄膜描记比对方法；颅内肿瘤；靶区勾画

作者简介：张超(1969-)，男，硕士，副主任医师，主要从事肿瘤放、化疗临床研究。E|mail：1312997625@qq.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-5412.2015.04.016

[中图分类号]R739.41;R730.55

收稿日期：(2014-12-13)

A Preliminary Study of Portraying and Verifying of MRI on Thin Film to Enhance Accuracy of Target Area Delineation in Intracranial Tumors

Zhang Chao,Liu Lingxiang,Yi Lan,Hu Jiazhu,Zou Guorong,Li Yihua,Zeng Weihua,He Yan

(DepartmentofOncology,PanyuCentralHospital,Guangzhou511400,China)

Abstract[]ObjectiveTo discuss the feasibility of portraying and verifying of MRI on thin film to enhance accuracy of target area delineation in intracranial tumors.MethodsThe 3 typical planes of intracranial tumor on sagittal site MRI imaging were located,the distances between these 3 planes and the median sagittal plane (Sd1,Sd2,Sd3) were measured respectively,and the outlines of skull bone and tumor on a thin film were portrayed by fine pencil,and the corresponding plane on planning CT were found according to Sd1,Sd2,Sd3.these two skull outlines overlapping as much as possible by shrinking/enlarging pictures or raising/bending head were made,and the outlines of GTV and portrait of MRI tumor outlines on film were compared.Coronal plane verification was done in a similar way.ResultsThe variances of two outlines in the sagittal site were:vertical (1.25±0.56) mm,longitude (1.37±0.42) mm,the variances of two outlines in the coronal site were:latitude (1.82±0.89) mm,longitude (2.26±0.86) mm,variance over 3 mm in the sagittal vertical and longitude,was 0.00% in the coronal latitude,and 6.67% in the coronal longitude.ConclusionThe portraying and verifying of MRI on thin film may enhance accuracy of target area delineation in intracranial tumors.

[Key words]portraying and verifying of MRI on thin film; intracranial tumors; target area delineation

三维适形放疗使得肿瘤治疗的精确性大为提高，其中靶区的精确勾画是其关键步骤之一。颅内肿瘤在CT平扫和增强与MRI平扫和增强条件下肿瘤体积及边界显影的准确性不同，MRI的准确性优于CT的准确性。在目前普遍应用CT模拟定位的情况下，为了增加颅内肿瘤靶区勾画的精确度，推荐最好采用CT、MRI融合技术来达到颅内肿瘤靶区与实际肿瘤大小的一致。本文拟介绍薄膜描记方法辅助勾画颅内肿瘤靶区，并与CT、MRI融合技术勾画靶区相比较，探讨在无CT、MRI融合技术条件下，利用薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的可行性。

1资料与方法

1.1临床资料入组10例颅内肿瘤患者，其中颅内转移瘤5例，恶性胶质瘤术后残留3例，生殖细胞瘤1例，室管膜瘤1例；除颅内转移瘤5例仅有MRI资料外，其余5例均经影像学及术后病理证实，影像学包括术前、术后的我院或外院MRI资料。10例患者先应用CT、MRI融合技术勾画大体肿瘤靶区以做治疗计划，其为可见转移肿瘤或术后残留肿瘤；同时采用薄膜描记法描记比对矢状位与冠状位不同切面的肿瘤靶区形状、大小与MRI肿瘤影像的形状、大小。矢状位切面图与冠状位切面图各取60套与相对应的MRI肿瘤影像图比对，分别测出两者在前后、左右、头脚方向的差异。

1.2CT、MRI融合技术异机融合要求头颅体位及层厚等条件尽可能保持一致进行CT定位扫描，将CT及MRI图像传入Eclipse治疗计划系统，先后完成预处理及图像配准，以CT图像为背景，选取肿瘤清晰MRI图像与其融合，首先选取自动融合功能，后通过手动融合微调功能，以额窦、鞍部、双侧视神经束及瞳孔等内在特征肉眼重合为准。后在CT、MRI融合图像上勾画肿瘤靶区。

1.3薄膜描记比对方法介绍矢状位切面图的描记比对方法：1)首先在MRI矢状位图像找到颅内肿瘤病灶具有代表性的层面(可取左、中、右3个层面)，测量这3个层面到矢状位正中层面的距离Sd1、Sd2、Sd3，再分别在一张透明薄膜上用细线笔描记这3个矢状层面的颅骨表面轮廓与肿瘤病灶轮廓；2)打开治疗计划CT中靶区勾画的矢状位重建图，按照上一步骤的距离矢状位正中层面的Sd1、Sd2、Sd3数值分别找到治疗计划重建CT图像中与MRI矢状位图像中相对应的这3个矢状切面，通过调节治疗计划系统的图像缩放功能以及微调矢状位头颅前倾后仰角度，使得2幅图像的颅骨表面轮廓完全重合；3)在颅骨表面轮廓完全重合的2幅图像中，比对治疗计划的肿瘤靶区轮廓与薄膜描记的肿瘤病灶轮廓，分别测出两者在前后、头脚方向的差异。

冠状位切面图的描记比对方法：1)首先在CT定位扫描及后处理重建时尽量按照MRI的同一体位条件及冠状位切面角度进行重建；2)薄膜描记比对方法以矢状位方法大致类推，肿瘤病灶的前、中、后3个冠状层面至经过第3颈椎后缘(因常规扫描体位下该骨性标记线基本平行于作为冠状切面角度的脑干纵轴方向，位置相对固定且在CT与MRI上均易于辨认)的冠状切面的垂直距离定义为Cd1、Cd2、Cd3，并以Cd1、Cd2、Cd3数值找到在治疗计划CT重建图像中与MRI冠状位图像中相对应的这3个冠状切面；3)比对治疗计划的肿瘤靶区轮廓与薄膜描记的肿瘤病灶轮廓，最后分别测出治疗计划大体肿瘤把体积轮廓与薄膜描记的肿瘤病灶轮廓在左右、头脚方向的差异。

1.4统计学处理采用SPSS 13.0进行数据处理，计量资料以±s表示，2组之间比较采用t检验；计数资料以百分数表示，比较采用χ2检验或Fisher确切概率法，检验水准α=0.05。

2结果

本组共观察10例病例20个肿瘤病灶的矢状位、冠状位各60套比对图中，分别测量2种方法在矢状位与冠状位的差异，结果显示，1)在矢状位的差异：前后方向(1.25±0.56)mm，头脚方向(1.37±0.42)mm；2)在冠状位的差异：左右方向(1.82±0.89)mm，头脚方向(2.26±0.86)mm；3)差异大于3 mm的概率，矢状位的前后方向与头脚方向均为0.00%，而冠状位的左右方向为0.00%，冠状位的头角方向为6.67%，差异均无统计学意义(P>0.05)。

3讨论

在颅内肿瘤的显影方面，MRI与CT互为补充，但总体上MRI优于CT[1]。有研究[2]报道53.8%的颅内肿瘤MRI显示的体积与CT图像一致，但有46.2%的颅内肿瘤其在MRI上显示的肿瘤横径、上下径、前后径较CT增加大约8%~13%。我们观察到2例肺癌脑转移病灶在CT上完全不能显示，这与文献[3]报道的部分颅内肿瘤即使在CT增强扫描也不显影的结果类似。目前普遍强调颅内肿瘤的诊治必须基于颅脑MRI影像资料，而在颅内肿瘤放疗的定位计划CT上如何更好地参照MRI的图像信息，CT/MRI融合是理想的选择。在无法实行CT/MRI融合的条件下，一般做法为临床医生在横断面上基于目测来逐层勾画，但存在MRI、CT对应层面不匹配以及目测误差、个人因素等问题[4]，如果无法用另一种可靠的方法来核对验证，影响到靶区勾画的精确性。

利用薄膜描记的颅骨表面轮廓及肿瘤病灶轮廓能真实地反映MRI矢、冠状位图像中颅骨及肿瘤病灶轮廓的形状、大小信息。而在放疗计划系统中，由定位CT横断面扫描重建的矢状位与冠状位影像不能直接勾画靶区，但重建出来的靶区图像却可以直观地与MRI矢、冠状位图像进行比对验证。关键是必须保证CT、MRI对应层面的匹配，只有保证了层面的匹配一致才能实现轮廓比对准确的可能。影响CT、MRI对应层面是否匹配一致的因素包括：层厚、层距、切面角度、扫描固定体位，以及个人技术因素等的综合叠加作用[5]。在逐层单独的CT横断面上，无论是根据MRI影像目测勾画靶区还是与MRI图像进行比对，由于存在上述因素特别是层厚、层距的影响，难于实现CT、MRI层面的准确匹配而影响肿瘤靶区的精确性。

在冠状位图像中，CT扫描后处理时可以根据不同切面角度的要求重建出扫描范围内任一层面的影像资料，不存在层厚、层距的影响，所以影响CT、MRI冠状层面准确匹配的因素除人为主观因素外，主要是CT与MRI的冠状切面角度及扫描时的固定体位是否能够达到完全重合一致，这些因素影响重建冠状面的肿瘤靶区与薄膜描记的MRI在该层面肿瘤影像比对的准确性。本文结果显示，在冠状位的差异：左右方向(1.82±0.89)mm，头脚方向(2.26±0.86)mm；差异大于3 mm的概率，冠状位左右方向0.00%，冠状位头角方向6.67%，提示冠状位比对验证的精确性尚需进一步减少匹配差异得以更好实现。

而在矢状位图像中，矢状切面角度规定为平行于头颅矢状位正中层面，无论是CT扫描还是MRI扫描均遵循这一规范。同样，CT扫描后处理时矢状位图像也可以根据该切面角度的要求重建出扫描范围内任一层面的影像资料。根据MRI影像某个矢状层面至矢状位正中层面的距离，能客观准确地在CT重建图上找到该同一层面，因此矢状位切面角度不影响CT、MRI的矢状位层面匹配(主观技术因素除外)。关于固定体位的影响，由于CT扫描与MRI扫描是在异机上执行，CT扫描时难于重复MRI扫描的体位，这在身体其他部位确实是影响CT、MRI匹配的因素[5]。但就颅脑的矢状位图像而言，由于头颅形状固定，不同的前倾后仰体位对头颅的体积、形状本身无影响，不同的头颅前倾后仰体位只是头颅的矢状正中轴线与床面角度及其床面着力点位置不同而已。在任一颅脑的矢状层面，通过微调CT矢状位重建图与薄膜描记的MRI矢状图两者的矢状正中轴线与床面的角度，达到两者这一角度的一致及颅骨的重合，就可实现CT、MRI在该层面的完全匹配，因而保证了重建矢状面的肿瘤靶区与MRI在该层面肿瘤影像比对的准确性。本文数据提示矢状切面比对准确，符合这一分析结果。

综上所述，薄膜描记比对方法可以改善颅内肿瘤靶区勾画的准确性。

参考文献：

[1]隋庆兰.颅脑肿瘤CT、MRI诊断中应注意的几个问题[J].齐鲁医学杂志，2007，22(1)：1-4.

[2]李玉敏，庄坤，郑旭亮，等.计算机体层摄影-磁共振成像图像融合技术在脑肿瘤放疗中的应用[J].肿瘤研究与临床，2014，26(3)：203-204.

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[5]汪家旺，罗立民，舒华忠，等.CT、MR图像融合技术临床应用研究[J].中华放射学杂志，2001，35(8)：604-608.