基于HU值校正表的CBCT圖像CT值校正技術的應用.pdf

1、目的：
　　患者每次治療前為糾正擺位誤差采集的錐形束CT(CBCT)可以有效反映患者治療時的真實解剖結構位置，使用CBCT圖像進行計劃優(yōu)化成為最新的研究熱點。然而受到較大電子散射的影響，CBCT的CT值與扇形束CT(FBCT)的CT值并不一致，直接利用CBCT圖像進行劑量計算及計劃優(yōu)化可能產(chǎn)生較大的劑量學誤差。李洪升等人提出一種基于個體化多級HU值校正表的CBCT圖像的CT值校正方法，并將該方法用于擬人胸部模體及一例非小細胞肺癌患

2、者進行了驗證，快速、準確地完成了CBCT圖像的CT值校正及CT值校正后的劑量計算。本課題將該項CT值校正技術應用于臨床不同腫瘤患者（肺癌、食管癌、乳腺癌及鼻咽癌患者）及同一患者每分次治療中采集的CBCT系列圖像上，對該項技術的臨床應用進行了驗證和推廣。
　　方法：
　　選擇肺癌、食管癌、乳腺癌及鼻咽癌患者各3例，所有患者均采用三維適形放射治療或者調(diào)強放射治療，放療定位同時采集1套扇形束CT(CTp)圖像，治療前采集1套CBC

3、T圖像(CBCTp)，患者每次治療前擺位后均采集CBCT(CBCT1，CBCT2，CBCT3...CBCTn)圖像。將CTp分別與每分次治療前擺位后采集的CBCTn圖像進行剛性配準及形變配準，獲得兼有CBCT解剖位置結構及CTp的CT值的融合CBCT圖像(mCBCT1，mCBCT2，mCBCT3...mCBCTn)，并以此mCBCT作為判定個體化多級HU值校正表校正效果的標準參考圖像。將CTp與CBCTp進行剛性配準及形變配準獲得mCB

4、CTp，對比mCBCTp與CBCTp獲得兩者間的CT值對應關系:將mCBCTp與CBCTp圖像從大到小分割為多級校正區(qū)域，根據(jù)像素之間的CT值對應關系，生成包涵局部區(qū)域校正信息的多級CBCTp-mCBCTp個體化CT值校正表（即CBCTp-CTp個體化CT值校正表）;利用上述多級個體化CT值校正表對患者每次治療前采集的CBCTn（體位固定方式和等中心位置與CBCTp相同）的CT值進行逐像素校正，即可獲得具有CBCTn的解剖結構和CTp的

5、CT值的校正CBCT圖像(cCBCT1，cCBCT2，cCBCT3...cCBCTn)。以FBCT圖像為參考基礎，在CBCTn、mCBCTn、cCBCTn各組圖像上分別制定典型的6MV和15MV單野、3野和5野三維適形放療計劃，能量相同的同一野數(shù)的計劃基本做到完全一致，通過對比mCBCTn與各級HU值表校正后的相應cCBCTn圖像（n取值相同即為對應的圖像組）的放療計劃的相關指標及劑量分布差異，評估了當最小校正區(qū)域大小改變時，多級HU值

6、校正表對CT值校正速度和準確性的影響。
　　結果：
　　當最小校正局部區(qū)域大小(CA1)取值(16，16，6)（分別為X軸像素數(shù)，Y軸像素數(shù)，Z軸層數(shù)，下同）、(32，32，12)和(64，64，24)時通過個體化HU值校正表的方法對CBCT圖像的CT值進行校正后，cCBCTn與mCBCTn對應圖像上的三維適形放療計劃的劑量分布差異較CBCT圖像顯著較小，差異有顯著統(tǒng)計學意義，可以滿足臨床需要。將1野、3野和5野相同能量級的

7、計劃進行比較，射野數(shù)越多，其劑量分布差異越小。另外，相同野數(shù)的15MV計劃的劑量分布差異略小于6MV計劃。各組腫瘤患者圖像均顯示，隨著CA1的減小，校正時間逐漸增加，即便用時最多的(16，16，6)組，其耗時也在3min左右，能夠適用于臨床。
　　結論：
　　基于個體化多級HU值校正表校正CBCT圖像的CT值的方法能夠迅速、有效地校正頭頸部及胸部腫瘤患者CBCT圖像的CT值，為使用CBCT圖像進行劑量計算，獲取患者靶區(qū)及危及