PET-CT掃描引導(dǎo)下肺癌精確放療的運(yùn)動(dòng)體模試驗(yàn)研究.pdf

1、目的：測(cè)量不同瘤體大小、不同運(yùn)動(dòng)頻率及不同運(yùn)動(dòng)幅度下，用PET 圖像和PET-CT 融合圖像勾畫 GTV 的大小，探討不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和不同瘤體大小對(duì)PET圖像和 PET-CT融合圖像中病灶體積的影響。測(cè)量不同瘤體大小、不同運(yùn)動(dòng)頻率及不同運(yùn)動(dòng)幅度下，用CT圖像勾畫GTV的大小，探討不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和不同瘤體大小對(duì)CT圖像中病灶體積的影響。測(cè)定呼吸運(yùn)動(dòng)體模的同機(jī) FDG PET-CT 圖像融合的精度，探討呼吸頻率、運(yùn)動(dòng)幅度及病灶大小對(duì)融合精度的影

2、響。 方法：本實(shí)驗(yàn)分為三部分。第一部分：使用自行研制的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)及體模(該體模內(nèi)有5個(gè)直徑分別為 1.0 cm、2.0 cm、3.0 cm、4.0 cm及5.0 cm的圓柱體，可模擬 5 種不同大小的瘤體)，近似模擬28種呼吸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，模擬參數(shù)為：呼吸頻率為16次/分鐘、18次/分鐘及20次/分鐘，z軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為1.0 cm、1.5 cm及2.0 cm，x軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為0.5 cm、1.0 cm及1.5 cm。對(duì)以上

3、呼吸頻率及二維方向運(yùn)動(dòng)幅度參數(shù)進(jìn)行排列組合，即可得到28種呼吸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在所有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)同一體模進(jìn)行PET-CT掃描，利用PET圖像和PET-CT融合圖像勾畫GTV并計(jì)算其大小。按瘤體大小分成5大組：GTV1組、GTV2組、GTV3組、GTV4組、GTV5組，每個(gè)大組均含有不同運(yùn)動(dòng)頻率、不同運(yùn)動(dòng)方向及不同運(yùn)動(dòng)幅度下的PET圖像資料和PET-CT融合圖像資料。第二部分：使用自行研制的二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)及體模(該體?？梢阅M5種不同大小的瘤

4、體)，模擬不同頻率及幅度的呼吸運(yùn)動(dòng)，在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)體模進(jìn)行CT掃描，利用CT圖像勾畫GTV并計(jì)算其大小。按瘤體大小分成5大組：GTV1組、GTV2組、GTV3組、GTV4 組、GTV5 組，每個(gè)大組均含有不同運(yùn)動(dòng)頻率、不同運(yùn)動(dòng)方向及不同運(yùn)動(dòng)幅度下的CT圖像資料。第三部分：使用二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)及體模，模擬不同頻率及幅度的呼吸運(yùn)動(dòng)，用體積法測(cè)量不同呼吸狀態(tài)下不同體積病灶的 PET-CT 同機(jī)圖像融合精度。體積法為測(cè)定體模PET與CT圖像

5、融合部分體積(V<,PET-CT>)與總體積(V<,PET+CT>)的比值(R)。 結(jié)果：(1)單因素方差分析結(jié)果顯示，不同運(yùn)動(dòng)頻率下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組PET圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性(F分別為7.43、4.95、6.28、9.20、7.61，P均<0.01)；不同z軸運(yùn)動(dòng)幅度下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組PET圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性(F分別為6.51、5.91、4.13、5.77、3.57，P均<0.01)；不同x軸運(yùn)動(dòng)幅度下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組

6、PET圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性 (F分別為13.17、29.23、23.23、29.01、23.99，P均<0.01)。 (2)單因素方差分析結(jié)果顯示，不同運(yùn)動(dòng)頻率下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組PET-CT融合圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性 (F分別為8.26、5.10、8.86、9.40、8.66，P均<0.01)；不同z軸運(yùn)動(dòng)幅度下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組PET-CT融合圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性 (F分別為6.50、5.20、4.87、6

7、.39、6.00，P均<0.01)。不同x軸運(yùn)動(dòng)幅度下每個(gè)實(shí)驗(yàn)組PET-CT融合圖像勾畫的GTV之間差異有顯著性(F分別為8.28、20.73、15.04、19.89、21.74，P均<0.01)。 (3)多因素分析結(jié)果：5個(gè)實(shí)驗(yàn)組中，PET圖像和PET-CT融合圖像勾畫的GTV與各因素之間均存在交互作用。z軸運(yùn)動(dòng)幅度與x軸運(yùn)動(dòng)幅度、z軸運(yùn)動(dòng)幅度與運(yùn)動(dòng)頻率、x軸運(yùn)動(dòng)幅度與運(yùn)動(dòng)頻率、z軸運(yùn)動(dòng)幅度與運(yùn)動(dòng)頻率及x軸運(yùn)動(dòng)幅度之間存在交互

8、效應(yīng)。 結(jié)論： 1.在運(yùn)動(dòng)頻率為在16次/分鐘、18次/分鐘及20次/分鐘，z軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為1.0 cm、1.5 cm、2.0cm 及x軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm時(shí)，所得到PET圖像靶區(qū)和PET-CT融合圖像靶區(qū)都明顯大于靜止?fàn)顟B(tài)下靶區(qū)，瘤體直徑為1.0 cm～5.0 cm時(shí)，PET 靶區(qū)體積比實(shí)際靶區(qū)體積高大約3.8％～91.7％，PET-CT 融合靶區(qū)高估實(shí)際體積大約18.0％～142

9、.1％；瘤體直徑為1.0 cm～5.0 cm 時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下PET圖像靶區(qū)之間差異為-59.87％～32.53％，其差異大部分沒有顯著性；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)PET-CT融合圖像靶區(qū)之間差異為-72.9％～54.7％，其差異亦大部分沒有顯著性。PET圖像和PET-CT 融合圖像勾畫的GTV與各因素之間均存在交互效應(yīng)，各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)幅度和不同的運(yùn)動(dòng)頻率均同時(shí)對(duì)GTV的勾畫產(chǎn)生綜合影響； 2.在運(yùn)動(dòng)頻率為在16次/分鐘、18次/分鐘及20次/分

10、鐘，z軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為1.0 cm、1.5 cm、2.0 cm及x軸方向運(yùn)動(dòng)幅度為0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下CT圖像靶區(qū)與靜止?fàn)顟B(tài)下靶區(qū)差異為7.8％～38.8％，其差異部分具有顯著性。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下CT靶區(qū)之間差異為-20.4％～14.4％，其差異絕大部分具有顯著性。用CT圖像勾畫的靶區(qū)與真實(shí)體積之間存在差異，但這種差異具有不確定性。CT圖像勾畫的GTV與各因素之間均存在顯著的線形相關(guān)關(guān)系，各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)幅度和