论文部分内容阅读
目的:基于自主呼吸控制(ABC)辅助三维CT(3DCT)探讨周围型肺癌四维CT(4DCT)各时相大体肿瘤体积(GTV)伪影大小及相关影响因素;比较基于4DCT与ABC辅助3DCT确定的周围型肺癌GTV位置、位移及相互包含度(DI)和匹配指数(MI);比较基于ABC辅助3DCT扫描与基于自由呼吸3DCT扫描及4DCT扫描所构建周围型肺癌内大体肿瘤体积(IGTV)中心点位置、体积大小、DI及MI的差异。方法:选取周围型肺癌患者,依次完成胸部自由呼吸3DCT(CT3D)和4DCT及ABC辅助平静吸气末(CTEIH)和呼气末(CTEEH)3DCT扫描,将每个呼吸周期的4DCT图像平均分为10个呼吸时相,0%时相定义为吸气末时相(CT0),50%时相定义为呼气末时相(CT50),分别在CT0、CT10CT90、CTEIH、CTEEH和CT3D上勾画GTV,得到GTV0、GTV10GTV90、GTVEIH、GTVEEH和GTV3D。GTV0、GTV10GTV90融合得到IGTV10,GTV0和GTV50融合得到IGTV2,基于最大密度投影(MIP)图像构建IGTVMIP,GTV3D外扩基于4DCT测得的运动范围得到IGTV3D,GTVEIH与GTVEEH融合得到IGTVABC。分别计算基于CT3D勾画所得GTV(GTV3D)和基于4DCT各时相勾画所得GTV与参照GTV(GTVref)间相对变异(Devref)。用Spearman法分析GTVref与GTV的Devmax相关性,多元回归分析肿瘤头脚方向运动与Devmax间相关性。比较GTV0和GTV50间中心点在三维方向上的位移(4D位移)与GTVEIH和GTVEEH间中心点在三维方向上位移(ABC位移)的差异,分别比较GTV0和GTVEIH、GTV50和GTVEEH间体积的相互DI及MI。分别比较IGTVABC与IGTV10、IGTVMIP、IGTV2、IGTV3D中心点位置、体积大小及其相互DI和MI的差异。结果:GTV3D的Devref最大,中位数为17.83%;4DCT中GTV30的Devref最大,中位数为17.20%。GTVEIH与Devmax呈负相关(r=-0.691,P=0.001)。GTV3D及4DCT各时相GTV的Devref与肿瘤头脚方向运动幅度均呈正相关(r=0.323~0.617,P=0.005~0.150)。GTVref大小和肿瘤头脚方向运动幅度对Devmax影响的偏回归系数分别为-0.500和0.583,P=0.002、0.001。GTV0与GTVEIH、GTV50与GTVEEH中心点平均位置间距分别为4.78mm、4.03mm,在上叶组和下叶组分别为4.28mm、3.50mm和6.10mm、5.41mm,上叶组GTV0与GTVEIH、GTV50与GTVEEH体积相互DI的均数为62.97%~70.57%,下叶组为24.66%~32.28%,上叶组GTV0与GTVEIH、GTV50与GTVEEH体积MI的均数分别为0.53、0.56,下叶组分别为0.19、0.25。在三维方向上,无论上叶组还是下叶组,ABC位移与4D位移的差异均小于1mm(z=-1.963~0.000,p=0.052~1.000)。上叶组IGTVABC与IGTV10、IGTVMIP中心位置分别在左右和前后方向上差异有统计学意义(t=-2.377、-2.199,P<0.05),与IGTV2、IGTV3D中心位置在左右和前后方向上差异有统计学意义(t=-2.185~2.767,P<0.05);下叶组IGTVABC与IGTV10、IGTVMIP、IGTV3D中心位置在左右方向上差异有统计学意义(t=3.950~4.543,P<0.05)。上叶组及下叶组IGTV10、IGTV3D与IGTVABC的体积比较,差异有统计学意义(Z=-3.180~-2.023,P<0.05),IGTVABC与其他IGTV的MI上叶组大于下叶组,且差异有统计学意义(Z=-2.419~-2.119,P<0.05)。结论:基于4DCT扫描所得周围型肺癌各时相GTV伪影大小存在差异,且位移对伪影的影响大于体积的影响,可通过控制呼吸运动来减小靶区位移继而减小伪影。基于ABC辅助3DCT扫描测得的平静吸气末和呼气末间肿瘤的位移可以代替4DCT极限时相测得的肿瘤位移用于内靶区的构建,但ABC辅助3DCT扫描得到的平静吸气末和呼气末图像获取的GTV与4DCT扫描得到的极限时相图像获取的GTV间存在明显的空间错位,尤其是体积较小且运动幅度较大的肿瘤。IGTVABC与基于4DCT扫描图像所构建的各种IGTV和基于自由呼吸3DCT扫描图像所构建的IGTV均不完全重合,这种空间错位与肿瘤位置相关,肺中下叶肿瘤较肺上叶肿瘤显著。IGTVABC体积大于IGTV2,但小于基于4DCT图像所构建的其他各种IGTV及基于自由呼吸3DCT图像所构建的IGTV。