图像配准方法对肺癌放疗图像引导摆位精度的影响  

The accuracy of image registration methods for image-guided positioning in lung cancer radiotherapy

作　　者：彭应林 刘松然 黄伯天[3] 林茂盛[1] 张丹丹[1] 胡江[1] 刘慧[1] 罗广文[1] 邓小武[1] 包勇[1] 

机构地区：[1]华南肿瘤学国家重点实验室 中山大学肿瘤防治中心放疗科,广州510060 [2]武汉大学物理科学与技术学院,430072 [3]中山大学第一附属医院,广州510060

出　　处：《中华放射肿瘤学杂志》2015年第2期184-188,共5页Chinese Journal of Radiation Oncology

基　　金：广东省医学科学研究基金（编号：B2012132）

摘　　要：目的 比较和评估使用CBCT图像引导摆位中不同图像配准方法对配准精度的影响,为选择合理的图像引导方法提供临床依据.方法 对15例肺癌患者计划CT和第1次放疗摆位CBCT图像分别以不同算法（骨性或灰度配准）和不同范围（靶区或患侧或体廓）进行图像配准,比较各组配准的治疗体位下PTVCT对GTVCBCT的覆盖率、靶区和OAR相似性指数及GTV几何中心位置偏差.结果 相同配准范围骨性配准精度差于灰度配准,其中配准靶区组差别最明显.骨性和灰度配准方式配准靶区、患侧及体廓时,PTVCT对GTVCBCT的覆盖率分别为（66±35）％和（97±8）％（P=0.005）、（98±5）％和（99±2）％（P=0.034）及（98±4）％、（98±4）％（P=0.478）.选择灰度配准方式和配准患侧时精度最佳,GTV的相似性指数为0.86±0.10,食管的为0.71±0.10,脊髓的为0.76±0.10,心脏的为0.89±0.05.GTV中心偏差为（0.25±0.16） cm.结论 肺癌放疗的CBCT引导摆位修正可满足临床要求,但较小配准范围会降低配准精度,建议采用配准患侧或配准体廓方式.Objective To study the accuracy of different methods of CBCT image registration used in image-guided radiotherapy,and provide reasonable guidance for clinic application.Methods Planning CT and CBCT images acquired in first fraction of 15 lung cancer cases were studied,registered with different match method （bony/gray registration） and different match region （target only/ipsilateral structure/body）.The CBCT target volume （GTVCBCT） coverage by planning target volume （PTVCT）,the dice similarity coefficient （DSC） between the GTVCT and GTVCBCT and between the OARCT and OARCBCT,and the position deviation of the GTV geometric center were compared.Results The bony registration had worse precision,especially in the target only.The coverage ratio of PTVCT to GTVCBCT of bony and gray registration in the target only,ipsilateral structure,body group were （66 ± 35） % and （97 ± 8） % （P =0.005）,（98 ± 5） %and （99±2）% （P=0.034）,（98±4）% and （98±4）% （P=0.478）,respectively.Using gray registration to register the ipsilateral structure had the best results,with the DSC of GTV and OARs of 0.86 ±0.10（GTV）,0.71 ±0.10（esophagus）,0.76 ±0.10（spinalcord）,0.89 ±0.05 （heart）,and the deviation of GTV center of （0.25 ± 0.16） cm.Conclusions Clinical positioning accuracy is achievable using CBCT guidance in lung cancer radiotherapy,and registering ipsilateral structure or body is recommend since small area registration is lack of accuracy.

关 键 词：体层摄影术 X线计算机 锥形束 图像配准 相似性指数 肺肿瘤 

分 类 号：R734.2[医药卫生—肿瘤] R730.55[医药卫生—临床医学]