医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

[摘要] 目的 以CT―MRI图像融合技术为例，探讨医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用效果。方法 整群选取该院2013年1月至2014年1月收治的前列腺癌症患者50例，进行CT、MRI扫描，通过图像融合技术，比较CT图像与融合图像确定的靶区体积与照射剂量。结果 CT图像勾画的肿瘤体积为72.45 cm3，采用CT-MRI融合图像勾画的肿瘤体积为51.12 cm3，CT-MRI融合图像确定的肿瘤靶细胞范围更加精准。对膀胱及直肠的照射剂量进行计算，融合图像最小照射剂量与最大照射剂量均小于CT图像，差异具有统计学意义（P

[关键词] 医学图像融合技术；肿瘤；放射治疗

[中图分类号] R730 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2015）11（b）-0196-03

[Abstract] Objective To discuss the application effect of medical image fusion technology in cancer radiotherapy by takeing CT-MRI image fusion technology as an example. Methods 50 patients with prostate cancer admitted to this hospital from January 2013 and January 2014 were included. They all underwent CT and MRI scanning. We compared CT image and fusion image in determining the target volume and radiation dose. Results The tumor volume was 72.45cm3 on the CT image and 51.12cm3 on the CT-MRI fusion image， and the area of target tumour cells determined by the CT-MRI fusion image was precise than that determined by CT image. Calculation results of dose of radiation to the bladder and rectum showed that the minimum radiation dose and maximum radiation dose of the fusion image were both smaller than that of the CT image， and the difference was statistically significant，（P

[Key words] Medical image fusion technology； Tumor； Radiotherapy

医学图像融合技术[1]作为当代科技与医学影像相结合的计算机信息融合工程，为临床肿瘤诊断、治疗提供多模态图像，为医学诊断提供了更确切的医学信息。医学图像融合技术最重要的应用领域在于肿瘤的放射治疗，通过各种模态医学图像的融合，准确勾勒出肿瘤靶区轮廓，使肿瘤放射治疗更加精准和有效[2]。该文将通过对该院2013年1月-2014年1月收治的50名前列腺癌症患者，应用CT―MRI融合技术确定前列腺癌强调放疗靶区，综合分析、探讨医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

整群选取该院2013年1月-2014年1月收治的前列腺癌症患者50名为研究对象。病例年龄5678岁，平均年龄（65.32.2）岁。所有患者经医学图像及病理学检查符合前列腺癌的临床诊断标准，癌症病程情况为T2bT3a期21例，T3bT4期9例。

1.2 方法

1.2.1 扫描方法 所有患者检查当天清晨保持空腹状态。医学图像扫描前1 h饮用1.5%泛影葡胺水（金陵药业股份有限公司浙江天峰制药厂，生产批号：国药准字H33021004），扫面前15 min肌肉注射15 mg盐酸山莨菪（国药集团容声制药有限公司，生产批号：国药准字H41023400）。由本科专业医师操作行CT扫描，扫描范围从第3腰椎至坐骨结节下缘约 5 cm。患者于第二天CT扫描时间短进行MRI扫描，扫描前1 h喝800 ml温开水，其他操作与CT扫描一致。

1.2.2 放疗靶区勾画 运用图像配准软件对CT扫描及MRI扫描图像进行配准，并将配准图片传入放疗计划系统，根据CT及CT-MRI融合图像勾画患者前列腺、精囊的体积，并勾画出膀胱、直肠、股骨头周围的正常组织。对勾画的肿瘤体积进行化疗，化疗剂量根据照射体积计算。比较患者CT图像与融合图像放疗靶区体积大小，以及各部位的照射剂量。

1.3 统计方法

采用SPSS18.0统计学软件进行数据处理，计量资料采用（x±s）表示，行t检验，P

2 结果

2.1 肿瘤体积勾画体积比较

50例患者采用CT图像勾画的肿瘤体积为（72.45±2.35）mm3，采用CT-MRI融合图像勾画的肿瘤体积为（51.12±2.12）mm3，CT-MRI融合图像确定的肿瘤靶细胞范围更加精准。差异具有统计学意义（t=6.424，P

2.2 放疗照射剂量比较

对膀胱、直肠等部位的照射剂量选择上，CT图像技术的放疗最小照射量为与最大照射量均大于CT-MRI融合图像的放疗照射剂量，（详见表1）。采用CT图像与CT-MR融合技术，两组数据比较：膀胱最小照射剂量，差异有统计学意义（t=5.456，P

3 讨论

3.1 医学图像融合技术的应用讨论

3.1.1 几种主要的医学图像融合技术 目前临床成像设备主要有CT、MRI、SPECT、PET等[3]，为临床提供多模态的医学图像。图像融合技术在放疗中的应用主要有：①CT与MRI融合。CT图像应用于肿瘤放疗中对高密度组织比较敏感，图形稳定不易发生变形的优点，但对软组织边界显示不清晰[4]。MRI图像则提供了较高的空间分辨度，对浸润性肿瘤软组织更加敏感，能清晰显示图像的边界。二者的融合对某些特殊部位，如脑部、前列腺要求精度更高的靶区位置时，图像融合就起到了互补作用，可以帮助医师确定肿瘤边界。②CT与MRSI融合[5]。在胶质瘤的放疗中，MRI图像技术对肿瘤的局部控制和复发控制效果不明显。MRSI技术相比于MRI技术能更加清楚显示肿瘤位置及形状，还可以同时显示代谢水平的有关信息。CT与MRSI融合能提高部分肿瘤的控制效果。③ CT与PET融合[6]。肿瘤细胞具有增殖快、转移速度快的特点，PET可以根据失踪化合物在组织内的浓度，对比肿瘤细胞的增殖及代谢水平。PET显示的活性肿瘤区域图像与CT图像图像融合技术可提高图像对肿瘤病灶的敏感性和特异性，有助于指导精确肿瘤化疗区域与化疗药物的剂量控制。

3.1.2 医学图像融合技术操作步骤 第一，预处理。医学图像预处理是对选定的图像信息进行增强对比度、噪声去除、统一图像大小、格式、分辨率，对感兴趣区域进行分割等各项处理[7]。

第二，图像配准。配准首先应选择适合的图像特征量进行图像特征提取；再根据图像的特征量确定几何变换，以相似性测度函数检验所选图像与参考图像的相似程度，并通过改变参数使测度函数值达到最优，最后执行整体变换。

第三，创建融合图像。首先应进行图像数据的融合，以图像为基础的融合是通过各种图像预处理方法使图像最终呈现的效果达到最佳，以像素为基础的融合即尽量提高图像清晰度。完成图像数据融合后，最终通过伪彩色显示法、断层显示法和三维显示法等显示方法使临床医师能够通过直观的图像进行疾病诊断。

3.2 该次研究结果讨论

医学图像融合技术使传统化疗计划的确定摆脱了单一模态数据指引，以不同图像技术的优点弥补不同技术存中在的不足，具有广泛的临床应用价值。医学图像融合技术应用于肿瘤放射治疗，可确定肿瘤分布位置，有效提高诊断准确性与灵活性，对恶性肿瘤的控制与提高患者生存率具有重要意义。

该次研究中采用CT-MRI融合图像确定前列腺癌强调放疗靶区的应用中，可以看到，CT图像勾画的肿瘤体积为（72.45±2.35）mm3，采用CT-MRI融合图像勾画的肿瘤体积为（51.12±2.12）mm3，CT-MRI融合图像确定的肿瘤靶细胞范围更加精准。另外，肿瘤靶细胞区域的体积大小与放疗照射剂量密切相关，放疗区域确定越大，使用的放疗剂量越多，对患者身体造成的危害更大。CT-MRI融合图像放疗剂量明显少于CT图像，化疗的毒副作用更少。该次研究与胡玉兰等[8]关于CT-MRI融合图像确定前列腺癌放疗靶区的结果具有一致性，认为可以利用图形融合技术进行靶区勾勒，以减小误差。

综上所述，医学融合技术在肿瘤放疗中已有广泛应用，各种医学显像技术取长补短，提高了诊断的灵敏度和准确性。

[参考文献]

[1] 李兴波，陈炀，叶岭，等.医学图像融合技术在肿瘤放射治疗中的应用分析[J].中国卫生产业，2013，10（31）：105-106.

[2] 赵琦，钱永红，王琨，等.CT、MRI 图像融合技术在头部肿瘤放疗中的应用[J].中国医师杂志，2014（z2）：163-164.

[3] 宋永浩，夏海波，周诚忠，等.CT/MRI图像融合在骨转移瘤放射治疗中的应用和价值[J].现代肿瘤医学，2015，23（3）：412-144.

[4] 金烁.医学图像配准技术的研究及其在放射治疗PET-CT系统中的应用[D].济南：山东大学，2013.

[5] 李凯，苏中振，郑荣琴，等.三维超声-CT图像融合评价肝癌消融安全边界[J].中华超声影像学杂志，2012，21（8）：719-722.

[6] 吕宗烨.常规超声、CT检查及超声/CT融合成像对肾肿瘤诊断价值的对比研究[D].济南：山东大学，2014：21.

[7] 张德智，梁萍.肝脏超声图像融合技术的应用进展[J].中华医学超声杂志：电子版，2014（5）：375-377.

[8] 胡玉兰，徐海荣，刘佳宾.CT与 MRI 融合图像在确定前列腺癌调强放疗靶区中的应用研究[J].实用医学杂志，2013， 29（11）：1770-1772.

（收稿日期：2015-08-08）