多模态影像规范化预处理辅助鼻咽癌放疗危及器官勾画

作者：余孝丽; 胡江; 丁林; 房建南; 石俊田; 刘宜敏; 白守民^*

来源：中华肿瘤防治杂志, 2022, 29(05): 345-350.

DOI：10.16073/j.cnki.cjcpt.2022.05.06

• 多模态医学影像
• 鼻咽癌
• 危及器官
• 自动勾画

目的 探寻规范化预处理多模态影像模式提升危及器官勾画精准度的可行性。方法 连续纳入中山大学孙逸仙纪念医院肿瘤放疗科2020-07-05-2020-08-21收治的20例初治确诊未转移鼻咽癌患者，收集其影像资料，采用3D Slicer软件和自主开发软件Trimmer对不同模态CT和MR进行规范化处理，用于辅助勾画颞叶、脑干、眼球等10个常见且对勾画准确度要求高的危及器官。以2位具有高级职称且主攻鼻咽癌放疗领域的临床医生共同确认的危及器官轮廓作为评估标准，分别采用形状相似性指数(DSC)和中心位置坐标差异评估基于规范化处理前后多模态影像的手动和自动勾画结果。实验数据采用SPSS 21.0进行统计学分析，通过Wilcoxon秩和检验比较规范化前后的组间差异。结果 规范化预处理可统一各模态影像的图像特征参数(分辨率、层厚、层数和解剖上下界)。基于处理前后影像手动勾画的脑干DSC分别为0.84±0.06和0.89±0.03,差异有统计学意义，Z=-2.654,P=0.008;脊髓DSC分别为0.64±0.07和0.74±0.09,差异有统计学意义，Z=-2.492,P=0.013。此外，左右侧眼球处理前DSC分别为0.72±0.08和0.77±0.06,处理后分别为0.85±0.03和0.85±0.04,差异有统计学意义(Z左=-2.807,P左=0.005;Z右=-2.666,P右=0.008);左右侧颞叶处理前DSC分别为0.87±0.04和0.86±0.06,处理后分别为0.90±0.03和0.88±0.04,差异有统计学意义(Z左=-2.254,P左=0.024;Z右=-2.395,P右=0.017);左右侧腮腺处理前DSC分别为0.77±0.10和0.84±0.03,处理后分别为0.85±0.03和0.88±0.04,差异有统计学意义，Z左=-2.668,P左=0.008;Z右=-2.196,P右=0.028。基于规范化处理后影像自动勾画生成的脑干与其标准轮廓中心位置坐标差为(1.23±0.40) mm,处理前组为(2.56±1.21) mm,差异有统计学意义，Z=-2.547,P=0.011;处理后眼球与其标准轮廓中心位置坐标差低于处理前(Z左=-2.803,P左=0.005;Z右=-2.701,P右=0.007);左侧颞叶处理前后分别为(3.22±1.50)和(2.05±1.09) mm,右侧分别为(3.15±1.16)和(2.37±0.88) mm,差异有统计学意义(Z左=-2.310,P左=0.021;Z右=-2.240,P右=0.025);右侧视神经处理前后分别为(4.03±1.74)和(2.37±1.27) mm,亦具有相似差异改善，Z=-2.192,P=0.028。结论 规范化预处理可统一多模态医学影像图像特征参数，提升鼻咽癌放疗危及器官手动和自动勾画的准确性。

• 单位
  中山大学肿瘤防治中心; 华南肿瘤学国家重点实验室; 中山大学孙逸仙纪念医院