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图像引导放疗(IGRT)是在三维适形放疗和调强放疗出现之后,刚刚兴起的又一种精确放疗技术。它充分考虑了患者在治疗过程中和分次治疗间存在的各种误差,利用各种先进的图像引导设备对目标区域进行实时监控,并依据组织器官位置的改变来调整治疗,做到了真正意义上的精准放疗。
但是目前IGRT技术提供的只是解剖学信息,而功能影像技术则不仅可以提供生物学信息,并能够对靶区中代谢程度不同的区域实施不同的剂量照射来提高肿瘤控制率,同时也能弥补解剖影像在肿瘤早期病变和反应检测、软组织分辨和靶区勾画等方面不足。这些优势使其成为IGRT技术发展的方向之一。
CT灌注成像是一种成熟的功能成像技术,它不仅能通过微循环血流量改变来揭示组织器官的生理变化,还具有无创伤、安全、全面等特点,在临床诊断中已被广泛应用。
IGRT中的锥束CT(CBCT)具有开放式架构、高射线利用率、直接三维成像和高空间分辨率等优点,是目前IGRT的重要设备。
综上所述,运用图像引导放疗中的锥束CT进行灌注成像的研究,对于实现功能图像引导下的放疗,推动IGRT的研究具有重要的理论意义和临床价值。本文研究了基于锥束CT扫描的灌注成像的可行性:
首先,在进行灌注成像的第一步中发现了锥束CT不能快速成像,进而不能获取正确的体素时间密度曲线(TDC)的问题。针对这个问题,提出了一种基于投影数据的体素密度建模方法。
然后,运用计算机仿真技术模拟出锥束CT投影数据,并对体素密度进行数学建模,利用计算机最优化值求解技术计算出模型的最佳参数值。实验结果表明,模型得到的TDC与DCE-CT实测获得的TDC有很高的吻合度。
最后,本文运用模型获得的TDC完成了灌注成像的其余工作,利用去卷积模型得到了感兴趣区的灌注参数及灌注图,并对其进行了分析。因此,可以证明在图像引导放疗中的CBCT上进行灌注成像是可行性。