摘要：计划CT图像与锥形束CT(CBCT)图像的配准是基于CBCT图像引导放射系统中实现自适应放疗的重要部分。为了提高系统中形变配准的精度和速度,提出一种基于正交小波变换的形变配准方法,此方法利用正交小波变换的多分辨率特性描述计划CT和CBCT图像的全局和局部形变,由Navier偏微分方程设计极小化能量函数来实现小波系数的能量估计。实验表明,所提出方法用于基于CBCT的图像引导放射系统时,可将日常放疗时的CBCT图像和计划CT图像进行准确且快速的配准,并且可用于放射计划系统中器官的自动分割,从而有效指导自适应治疗。

摘要：目的 应用4D-CT和形变配准技术,研究呼吸运动对原发性肝癌（HCC）肿瘤靶区及正常肝脏放疗剂量累加的影响.方法 选择19例已行肝动脉化疗栓塞术并准备接受放疗的HCC患者,依次接受自由呼吸下3D-及4D-CT模拟定位,将4D-CT图像依呼吸周期分为10个时相.在3D-CT图像上进行治疗计划设计,获得3D剂量（Dose-3D）,将其在4D-CT的10个序列图像中重新计算得到10个时相的相应剂量,其中吸气末（EI）及呼气末（EE）图像上的剂量分别命名为Dose-El及Dose-EE.将4D-CT的10个时相的剂量以呼气末时相为参考,经形变累加得到4D剂量（Dose-4D）.比较靶区及正常肝脏在Dose-3D、Dose-EI、Dose-EE及Dose4D间的剂量学差异.结果 Dose3D中计划靶区D99和D95均高于Dose-4D、DoseE1及Dose-EE（x2=32.75、26.31,P＜0.05）,但Dose-3D的适形指数（CI）和均匀指数（HI）较另外3种剂量分布为优,其中CI由0.78分别降至0.63、0.60、0.57,HI由0.08增至0.15、0.16、0.19（x2=37.80、31.86,P＜0.05）;而计划靶区各剂量-体积指标在Dose-4D与Dose El、Dose-EE间,以及DoseEl与Dose EE间的差异并无统计学意义（P＞0.05）.正常肝脏平均剂量（Dmean）、V5、V10、V20、V30和V40在4种剂量分布间的差异均无统计学意义（P＞0.05）.结论 4D-CT结合形变配准技术可较准确反映原发性肝癌患者放疗时靶区及正常肝脏的受量,利于对放射性肝损伤相关剂量-体积指标准确预测,可为靶区剂量的安全提升提供基础.

摘要：医学图像形变配准技术是实现精准放疗的关键技术,可以很好地反映和描述解剖结构在放疗过程中发生的局部形变,为病情诊断、靶区勾画、精准摆位和精准治疗提供重要依据。对肿瘤精准放射治疗中的形变配准关键技术进行了深入研究,设计了包含融合图像结构特征的相似性测度、基于多尺度B样条和混合样条空间一致性约束的形变配准等核心技术的框架,以提高形变配准的效率和精度,充分发挥形变配准技术在图像引导精准放疗中的作用。

摘要：目的:基于形变配准千伏级锥形束CT(kV CBCT)生成的伪CT图像,探讨了鼻咽癌自适应放疗的优势和重要性。方法:选取10例鼻咽癌患者1套定位CT图像和每周的摆位验证kV CBCT图像,采用Velocity软件形变配准生成6套伪CT。定位图像CT0上制定的Arc计划Plan0分别复制到6套伪CT上:A组方案是不改变参数直接计算最终剂量;B组方案是重新优化设计计算剂量。A、B两组各6次计划的剂量分别形变配准累积到CT0上得到累积剂量Dose_actual和Dose_replan。比较A组、B组和原计划每周肿瘤靶区和危及器官体积以及累积剂量的变化。结果:10例患者PGTVnx、GTVnd、PTV、左右腮腺体积退缩比率为3.81%±7.67%、11.45%±9.89%、3.50%±2.50%、23.67%±7.39%、24.18%±6.69%。A组方案的靶区PGTVnx、GTVnd、PTV D95剂量比原计划平均每周分别下降了0.946、1.054、0.809、0.848、1.426、0.799 Gy,1.407、1.501、1.627、1.236、2.028、1.373 Gy,2.330、3.419、3.938、2.696、4.213、2.574 Gy。B组计划与原计划处方剂量吻合度较高。相比于原计划,A组左侧腮腺D50、Dmean分别提高0.43、0.10 Gy,V30降低了1.94%;右侧腮腺D50、Dmean、V30分别提高了2.59 Gy、2.81 Gy、8.97%。B组左侧腮腺D50、Dmean、V30比原计划分别降低1.22 Gy、1.13 Gy、4.15%,右侧腮腺D50、Dmean、V30比原计划提高了2.8 Gy、3.09 Gy、5.44%。结论:相对于实际照射剂量,应用形变配准kV CBCT生成伪CT图像的鼻咽癌自适应放疗,既保证肿瘤靶区剂量与原计划Plan0一致,同时降低了危及器官的累积照射剂量,具有一定程度的剂量学优势。

摘要：目的评价MIM软件对CT图像的形变配准精度。方法选取4个金属点及3个印模膏捏制的具有一定形状的物体置于琼脂糖形成的凝胶中作为弹性模体。采用CT对弹性模体形变前后进行扫描重建,然后再分别导入MIM软件中进行图像配准。利用形变配准前后弹性模体内金属点矩心在X、Y、Z轴方向上的平移距离以及印模膏的Dice系数、Hausdorff距离、Jaccard系数对MIM软件CT图像形变配准精度进行评价。结果金属点矩心在X、Y、Z轴方向上的偏移均小于1.1 mm。印模膏的相似度验证中,3个印模膏的Dice系数均在0.9以上,Hausdorff距离均在2.1 mm以内,Jaccard系数均在0.85以上。结论 MIM软件对CT图像的形变配准精度能够满足临床要求,可为多模态图像在放疗计划设计中的应用提供可靠的依据。

摘要：目的:研究基于形变配准头颈部肿瘤自适应放疗计划剂量学优势。方法:选取8例头颈部肿瘤患者行自适应放疗,每周扫描CT重新勾画靶区和危及器官并设计新的计划执行1周,直至分次治疗结束。以初始计划CT1为参考分别进行形变配准,每周实际受照剂量在CT1上累积得到自适应方案总受照剂量。同时计算初始计划剂量和虚拟常规放疗实际受照剂量作为对比。结果:8例患者自适应方案PTV D95剂量平均值较初始计划低45 c Gy,与初始计划剂量基本一致,剂量均匀性指数(HI)和适形指数(CI)分别提高0.002和0.031。左右腮腺Dmean分别降低24.37和127.50 c Gy,脑干和脊髓D_(max)平均降低189.87和111.37 c Gy。虚拟常规放疗PTV D95剂量较初始计划低334.87 c Gy,未达到初始计划剂量,HI和CI分别下降0.073和0.069,左右腮腺Dmean分别高出153.63和170.50 c Gy,脊髓D_(max)平均高出113.37 c Gy。结论:常规放疗方案患者靶区实际受照剂量低于计划剂量,部分危及器官受到超量照射。自适应放疗方案可使靶区受照剂量与初始计划剂量保持一致,同时降低危及器官剂量,具有显著的剂量学优势。