PET-CT 图像融合对比MRI-CT 图像融合在鼻咽癌靶区中的研究

张坚 张汉雄 陈意标

受益于医学技术的日益革新，我国放射技术不断进步，已逐渐迈入精准放疗时代。而调强适形放疗作为当前主流的放射技术，是基于三维适形放疗的基础上演变而来[1]。较之于传统的二维放疗以及三维适形放疗，调强适形放疗对于不规则形靶区或靶区附近有重要组织器官需要保护的病例具有更重要的临床意义[2]，但调强适形放疗成败的关键在于能否实现对肿瘤靶区的准确勾画[3]，故而探讨精准的肿瘤靶区勾画对于发挥调强适形放疗的应用潜力具有重要意义。而鼻咽癌作为我国常见的恶性肿瘤，具有较高的发病率和死亡率[4]，放射治疗作为该病主要的根治性治疗手段，其成败的关键亦主要取决于是否能对肿瘤靶区进行准确勾画。基于此，本研究选取鼻咽癌患者30 例，同时行PET-CT 图像融合技术以及MRI-CT 图像融合技术，以期系统研究PET-CT 图像融合技术应用于鼻咽癌调强放疗靶区勾画中的应用潜力。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究选取于2018 年1 月—2019 年12 月收治于我院的鼻咽癌患者30 名，其中男性患者18 名，女性患者12 名，患者平均年龄（42.6±6.72）岁。所有患者均签署了知情同意书，并经过医院伦理委员会批准。纳入标准：（1）所有病例经病理确诊为鼻咽癌；（2）所有病例治疗前均行电子鼻咽镜（包括病理活检）、鼻咽+颈部MRI（平扫+增强）以及PET/CT 等相关检查；（3）按中国2008 年鼻咽癌Ⅰ～Ⅳa 期及AJCC/UICC2010 分期标准分为Ⅰ～Ⅳb 期；（4）所有患者均接受医科达直线加速器根治性调强放疗技术。排除标准：（1）患者心肝肾等重要脏器功能障碍等放疗禁忌征；（2）患者非首次治疗；（3）患者有远处转移；（4）患者不愿意配合本研究。

1.2 方法

1.2.1 影像学检查 （1）CT 模拟定位扫描：全部病例均在放疗体位及热塑头颈肩模具固定下进行，美国GE 公司大孔径16 排螺旋CT 机，平扫+增强，造影剂为碘帕醇，横断面扫描范围为从颅顶到胸锁关节下5 cm 水平，层厚均为3 mm。（2）MRI 扫描：常规放疗体位，德国西门子1.5T 磁共振，平扫+增强，造影剂为扎喷酸葡胺，扫描范围为颅顶到胸锁关节下5 cm 水平，共扫描5 个序列，成像序列为：T1 横断位、T1 横断压脂增强（dixon技术）、T2 横断位、T2 横断压脂（dixon 技术）、resolve 高清弥散系列。（3）PET/CT 扫描：常规放疗体位，德国西门子PET/CT 机，扫描前禁食4～6 小时，24 h 前禁做剧烈运动，静脉注射18-氟代脱氧葡萄糖（18-fluorode-oxy glucose，FDG），注射后平卧休息1 h，然后转移至PET/CT 碳纤维平板床上，获得横段位、冠状位及矢状位图像。

1.2.2 图像融合 将MRI 图像及PET/CT 图像经网络传送至TPS（Elekta Monaco 5.11.01），利用系统自带图像融合功能，由具有丰富图像融合经验高年资放疗医师、物理师及影像学医师联合进行MRI-CT 图像融合及PET-CT 图像融合。

1.2.3 靶区勾画 本研究将靶区分为鼻咽原发灶和引流区阳性淋巴结，研究组为参照PET-CT 图像融合技术勾画肿瘤靶区，对照组为参照MRI-CT 图像融合技术勾画肿瘤靶区；分别由两组医师独立勾画，勾画标准按照相关文献标准进行[5]。

1.2.4 靶区命名 本研究靶区命名如下：（1）PET-CT 以及MRI-CT 图像融合技术下勾画的鼻咽原发灶分别命名为GTVnx-PET/ GTVnx-MRI；（2）PET-CT 以 及MRI-CT 图 像 融 合 技术下勾画的阳性淋巴结命名为GTVnd-PET/ GTVnd-MRI；（3）Monaco 调强放射系统生成的合并鼻咽癌原发灶命名为GTVnx-T；（4）Monaco 调强放射系统生成的合并淋巴结命名为GTVnd-T；（5）Monaco 调强放射系统生成的重叠鼻咽癌原发灶命名为GTVnx-M；（6）Monaco 调强放射系统生成的重叠淋巴结命名为GTVnd-M。

1.3 观察指标

通过比较PET-CT 图像融合技术与MRI-CT 图像融合技术两组靶区的体积，以系统探究PET-CT 图像融合技术应用于鼻咽癌调强放疗靶区勾画中的应用潜力。

1.4 统计学方法

本研究采用SPSS 17.0 处理数据，计量资料用（±s）表示，采用t检验法则，若P＜0.05，则表明两组之间的差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 不同组间鼻咽癌原发灶以及阳性淋巴结体积大小对比

基于PET-CT 图像融合技术下勾画的鼻咽原发灶以及阳性淋巴结体积，均显著低于基于MRI-CT 图像融合技术下勾画的鼻咽原发灶以及阳性淋巴结体积（P＜0.05）（表1）。

2.2 关于GTVnx-T/ GTVnd-T 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果

Monaco 调强放射系统生成的合并鼻咽癌原发灶以及合并阳性淋巴结体积均未明显大于基于MRI-CT 图像融合技术下勾画的鼻咽原发灶以及阳性淋巴结体积（P＞0.05）（表2）。

2.3 关于GTVnx-M/ GTVnd-M 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果

Monaco 调强放射系统生成的重叠鼻咽癌原发灶以及重叠阳性淋巴结体积均显著低于基于MRI-CT 图像融合技术下勾画的鼻咽原发灶以及阳性淋巴结体积（P＜0.05）（表3）。

表1 不同组间鼻咽癌原发灶以及阳性淋巴结体积大小对比（±s，mm3）

表1 不同组间鼻咽癌原发灶以及阳性淋巴结体积大小对比（±s，mm3）

组别 鼻咽原发灶 阳性淋巴结PET-CT 14.8±2.6 12.6±2.2 MRI-CT 32.7±7.0 25.8±5.3 t 值 6.424 5.620 P 值 0.020 0.027

表2 关于GTVnx-T/ GTVnd-T 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果（ ±s，mm3）

表2 关于GTVnx-T/ GTVnd-T 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果（ ±s，mm3）

组别 鼻咽原发灶 阳性淋巴结调强放射系统生成的合并勾画 33.4±8.6 27.2±6.2 MRI-CT 32.7±7.8 25.8±5.4 t 值 0.882 0.644 P 值 0.069 0.071

表3 关于GTVnx-M/ GTVnd-M 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果（±s，mm3）

表3 关于GTVnx-M/ GTVnd-M 与GTVnx-MRI/ GTVnd-MRI 的比较结果（±s，mm3）

组别 鼻咽原发灶 阳性淋巴结调强放射系统生成的重叠勾画 13.2±2.6 11.4±2.4 MRI-CT 32.7±8.4 25.8±4.8 t 值 12.864 13.646 P 值 0.010 0.009

3 讨论

准确勾画肿瘤靶区作为调强放疗成败的关键，靶区勾画太小则可致肿瘤被遗漏而复发，靶区勾画太大则会增加肿瘤周围正常组织照射剂量而增加正常组织器官的放射损伤[6]，故基于此探求精准的肿瘤靶区勾画对于发挥调强放疗的临床效果具有重要意义。

本研究表明，基于PET-CT 图像融合技术勾画的靶区体积显著小于基于MRI-CT 图像融合技术勾画的体积（表1-3），究其原因，首先，CT 图像仅是放疗设计中的基本图像，因其分辨率较低，故很难明确浸润肿瘤的边界[7-8]，而MRI 虽然在一定程度上弥补了CT 图像分辨率不足的问题，但却因其存在磁场的不均一性和磁场梯度的非线性，故在颅底诊断上依旧存在不足[9-10]，因此，上述两大技术的整合对于鼻咽癌放疗靶区勾画存在一定的局限性，在一定程度上导致其勾画效果不如PET-CT。相反，PET-CT 作为当前最高端的医学影像设备，包括有功能显像及形态显像两种功能，被证明对于鼻咽癌等恶性肿瘤靶区勾画，尤其是颈部具有重要的临床价值[11-12]，而这也很好地与本研究结论进行了互相印证。

最后，本研究不足之处在于受临床样本数量的限制，故导致相关结果存在一定的局限性，后续研究建议组建大样本库，通过对大样本量的研究以期为鼻咽癌患者精准勾画靶区提供更为坚实理论依据。