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文檔簡介
1、高強度聚焦超聲(HighIntensityFocusedUltrasound,HIFU)在上個世紀(jì)90年代以來飛速發(fā)展,已逐漸成為物理治療腫瘤的有效手段之一。目前,HIFU治療腫瘤的設(shè)備,大多數(shù)都是采用二維超聲(Ultrasound.US)圖像監(jiān)控,但是由于超聲圖像分辨力的限制,導(dǎo)致HIFU治療的定位時間長,這一直是困擾醫(yī)師的難題,其原因:一是由于超聲本身分辨力不高;二是超聲成像質(zhì)量易受到如骨骼、腸道氣體及肥胖體質(zhì)等多種因素影響;三是圖
2、像中偽影的干擾;四是超聲圖像顯示范圍有限;五是很多HIFU醫(yī)師以前不懂超聲圖像,對超聲切面及圖像特點不熟悉。即使是熟練的HIFU醫(yī)師在尋找病灶時也要花費不少時間和精力,使整個治療時間延長,既增加了麻醉和治療的風(fēng)險又增加了副作用。為此,本課題將探索把圖像融合技術(shù)應(yīng)用到肝癌HIFU治療的定位中,使之能夠成為快速、準(zhǔn)確和有效地找到治療區(qū)的方法。目前,國內(nèi)外還沒有一種適合HIFU定位的圖像融合技術(shù)。本研究選用自主開發(fā)的圖像融合軟件將肝癌HIFU
3、治療定位中的聲像圖與術(shù)前CT/MRI圖像進(jìn)行配準(zhǔn)融合,目的是:①尋求分別適合于US-MRI、US-CT圖像配準(zhǔn)的外部標(biāo)記;②研究聯(lián)合應(yīng)用外部標(biāo)記和內(nèi)部點在正常人體的圖像配準(zhǔn)融合中的可行性;③肝癌HIFU治療定位中圖像配準(zhǔn)融合的可行性研究,并對軟什進(jìn)行評價。 材料和方法 第一部分 外部標(biāo)記物:①塑料圓形空心小管:長度3cm,直徑5mm;②溶液(魚肝油酸鈉、化豬油、飽和硫酸銅、50%硫酸銅、30%硫酸銅、MRI造影劑
4、、魚肝油):將不同類型的溶液分別注入各自的塑料圓形空心小管中,盡量排除管中的空氣,密封后行US、CT和MRI檢查;③固體物質(zhì):選用金屬鈦夾和回形針,直接行US、CT和MRI檢查。通過預(yù)實驗觀察這些材料在US、CT和MRI影像學(xué)檢查中的顯像情況。經(jīng)過篩選,挑選出最適合于US-MRI/CT圖像配準(zhǔn)時使用的材料,并確定其形狀及擺放位置,用做外部標(biāo)記物進(jìn)行實驗研究。 第二部分 1不同檢查體位下(仰臥、側(cè)臥、俯臥)胸廓及肝臟的形變
5、測量:選擇正常健康志愿者10例,分別以仰臥、俯臥、側(cè)臥位進(jìn)行MRI檢查,選擇固定層面分別測量胸廓和肝臟各個徑線值,結(jié)果應(yīng)用SPSSll.5軟件包作統(tǒng)計分析。 2正常人體機載超聲圖像與MRI圖像的融合: 將外部標(biāo)記物貼于受試者體表,對其行MRI肝臟平掃檢查,根據(jù)MRI圖像,選擇患者肝內(nèi)血管作為內(nèi)部點。在治療床上,受試者取俯臥或右側(cè)臥位,觀察區(qū)皮膚與介質(zhì)水接觸,選用自主開發(fā)的圖像融合軟件先后進(jìn)行外部標(biāo)記(外部點)及肝血管(內(nèi)
6、部點)的配準(zhǔn)融合。 第三部分 選擇擬行HIFU治療手術(shù)的肝癌患者15例,術(shù)前1周內(nèi)進(jìn)行增強MRI或CT檢查,術(shù)中將內(nèi)、外部點配準(zhǔn)融合,根據(jù)實時監(jiān)控融合圖像找到腫瘤,并對腫瘤及其鄰近組織的融合效果進(jìn)行調(diào)節(jié),同時在術(shù)中根據(jù)治療計劃進(jìn)行實時圖像融合并隨時校正圖像。對比融合前后圖像質(zhì)量,計算配準(zhǔn)誤差,結(jié)果應(yīng)用SPSS11.5軟件包作統(tǒng)計分析。結(jié)果 第一部分 1通過篩選得到能分別應(yīng)用于US-MRI、US-CT圖像融
7、合時的外部標(biāo)記物為:魚肝油填充塑料管和金屬回形針。 2V形標(biāo)記物兩邊分別長3cm,夾角30。可以作為外部標(biāo)記應(yīng)用于US-MRI、US-CT的圖像融合。 3篩選和確定了標(biāo)記物的擺放位置:將外部標(biāo)記物直接貼于受試者檢查部位體表皮膚上。受試者取俯臥位時,V形標(biāo)記物尖端向下,一邊貼于前正中線平胸骨體下端1cm處,中軸與前正中線重合;受試者取右側(cè)臥位時,V形標(biāo)記物尖端向下,一邊貼于右腋中線第7、8肋間。 4魚肝油填充塑料管
8、和金屬回形針在US、CT和MRI圖像上顯影滿意,經(jīng)濟簡便,有效期長,可重復(fù)使用。 第二部分 1仰臥、側(cè)臥和俯臥位下胸廓的形狀及肝臟形狀位置變化沒有統(tǒng)計學(xué)差異(除外行肋骨切除術(shù)的患者)。 2MRI肝臟平掃圖像在t2-trufi-tra-bh序列,層厚5mm時,血管為高信號,掃描時間短,三維重建圖像效果好。 3篩選并確定圖像配準(zhǔn)的主要內(nèi)部點為:①肝靜脈匯入下腔靜脈的第二肝門;②門靜脈主干及左右支分支處;③門靜
9、脈左支與其分支構(gòu)成“工"字形結(jié)構(gòu)處。次要內(nèi)部點為:①腹主動脈;②下腔靜脈。 4以肝血管為內(nèi)部點和魚肝油標(biāo)記物為外部點聯(lián)合應(yīng)用在進(jìn)行正常人體的US-MRI圖像配準(zhǔn)融合時作用是可行的。 5自主開發(fā)的融合軟件能夠進(jìn)行正常人體的US-MRI圖像配準(zhǔn)融合。 第三部分 l對增強MRI及增強CT進(jìn)行圖像融合時應(yīng)選擇其門靜脈期圖像,掃描層厚為5mm。 2US-增強MRI圖像融合成功率100%,US-CT圖像融合成
10、功率75%。 3融合的圖像比未融合圖像在肝癌腫瘤定位時更加清晰、準(zhǔn)確。 4圖像融合可增加肝癌HIFU治療時的安全性。 5圖像融合技術(shù)能準(zhǔn)確引導(dǎo)肝癌HIFU術(shù)前、術(shù)中定位。 6圖像融合軟件在配準(zhǔn)成功后配準(zhǔn)誤差不會隨時間延長增加。 結(jié)論 1成功制作出外部標(biāo)記物,篩選出內(nèi)部點應(yīng)用于US-MRI/CT圖像配準(zhǔn)融合。 2圖像融合技術(shù)能夠縮短肝癌HIFU術(shù)的定位時間和治療時間,增加HIFU治療
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