磁共振模拟(MRSIM)_肿瘤放疗模拟技术新前沿
脑肿瘤精确放疗MR模拟定位标准化流程的研究

引言MR模拟定位可以弥补CT模拟定位软组织与神经组织成像的不足,在精准放疗定位中的作用越来越重要。
MR 检查不仅可以提供解剖结构信息,同时功能序列扫描可获取肿瘤水分子运动、血流灌注和代谢等功能指标,进行定量及半定量分析,应用于靶区勾画、计划设计与优化,实现个体化放疗[1-2]。
然而MR定位图像在电子密度信息方面的局限性,决定了其不可单独应用于放疗,需与CT定位图像进行融合配准后指导靶区勾画与计划设计。
诊断MR 扫描筛查病变并对其进行定性与分期,而定位扫描图像需清晰显示肿瘤的位置、边界与周围正常组织结构的关系[3-4]。
因此,MR模拟定位的扫描序列、参数设置、固定方式、扫描安全等各个方面需要重新设置与优化[5]。
定位序列的脑肿瘤精确放疗MR模拟定位标准化流程的研究李需,王俪臻,苏亚,尹勇山东第一医科大学附属肿瘤医院(山东省肿瘤防治研究院,山东省肿瘤医院)放射物理技术科,山东济南 250117[摘 要] 目的 研究MR模拟定位标准化流程为脑肿瘤精确放疗提供参考。
方法 根据MR模拟定位与诊断MR的差异确定标准化的MR模拟定位扫描序列,根据定位患者是否有癫痫、躁狂、儿童等特殊情况制定个体化序列,从安全角度建立系统的MR 模拟定位安全管理方案。
结果 确立脑肿瘤MR模拟定位的规范化扫描序列包括:1 mm T1 三维容积平扫序列、3 mm功能扫描序列(如DWI、ASL和DTI等)、3 mm T2序列、1 mm T1 三维容积增强扫描序列、3 mm T2 Flair序列;脑肿瘤MR模拟定位标准化扫描总时间为1461 s左右,对于特殊情况(癫痫、躁狂、儿童等)进行扫描序列优化后,扫描时间减少55%;对于儿童患者在使用标准化流程前配合率65%,使用标准化流程后配合率93%,平均提高28%。
结论 脑肿瘤MR模拟定位标准化流程使用后可以显著提高患者的耐受性,保证了安全的同时提高MR模拟定位的成功率。
[关键词] 脑肿瘤;MR模拟定位;标准化流程Study on Standardization Workflow of MR Simulation Positioning forPrecise Radiotherapy of Brain TumorsLI Xu, WANG Lizhen, SU Ya, YIN YongDepartment of Radiological Physics Technology, Shandong Cancer Hospital & Institute, Shandong Cancer Hospital affiliate toShandong University, Jinan Shandong 250117, ChinaAbstract: Objective To study the standardized workflow of MR simulation for precise radiotherapy of brain tumors. Methods According to the difference between MR simulation and diagnostic MR scan, the standardized MR simulation scanning sequence was determined. The individualized sequence was established according to the special conditions of epilepsy, mania and so on. The systematic safety management scheme of MR simulation positioning was established from the perspective of safety. Results The standardized scanning sequences for establishing MR simulation of brain tumors included: 1 mm T1 three-dimensional volume plain scanning sequence, 3 mm functional MRI scanning sequence (such as DWI, ASL and DTI), 3 mm T2 weighted scanning sequence, 1 mm T1 three-dimensional volume enhanced scanning sequence, 3 mm T2 scanning flair sequence. The total scanning time for standardized MR simulation of brain tumor was about 1461 s. After optimizing the scanning sequence for special cases (epilepsy, mania, children, etc.), the scanning time was reduced by 55%. For children, the cooperation rate was 65% before using the standardized workflow and 93% after using the standardized workflow, with an average increase of 28%. Conclusion The standardized workflow of MR simulation of brain tumors can significantly improve the tolerance of patients, ensure the safety and improve the success rate of MR simulation positioning.Key words: brain tumor; MR simulation positioning; standardized flow[中图分类号] R73 [文献标识码] Adoi:10.3969/j.issn.1674-1633.2021.04.042 [文章编号] 1674-1633(2021)04-0181-05收稿日期:2021-03-12通信作者:尹勇,研究员,主要研究方向为放射物理技术。
磁共振新技术新项目

磁共振新技术新项目随着科技和医学的不断发展,磁共振成像技术已经成为了医学诊断的重要手段之一。
而近年来,磁共振技术的发展也不断推陈出新,不仅应用范围更广,还有许多新的应用项目出现。
下面我们将介绍几个最新的磁共振技术和应用项目。
1. 磁共振弹性成像(MRE)磁共振弹性成像是一种新的技术,它可以通过测量人体内组织的弹性变形来帮助医生检测和诊断某些疾病。
这种技术基于磁共振成像技术,利用磁场能够产生激励波,测量组织的弹性和刚度。
目前,该技术已被应用于肝脏疾病、肺部疾病、肌肉损伤等领域,取得了很好的成果。
功能性磁共振成像是一种非常受欢迎的技术,它可以通过扫描人脑来研究大脑各部分的功能。
该技术通过测量血流量来检查脑部区域的神经活动,为神经科学家提供了很多有价值的信息。
fMRI技术已被广泛应用于认知、言语、听觉、视觉和运动功能方面的研究,为人类认知科学和脑神经疾病的研究提供了重要的支持。
3. 磁共振弥散张量成像(DTI)磁共振弥散张量成像是一种用于测量水分子在生物组织中传播的技术。
这种技术基于磁共振成像,利用水分子在组织中的自由扩散,测量水分子扩散方向和速度。
DTI技术已被应用于大脑神经疾病的研究,例如脑部损伤、多发性硬化等,可以帮助医生观察患者特定神经纤维的扩散方向和程度。
磁共振弥散希尔伯特变换图像是一种新的技术,可以通过测量生物组织中水分子的自由扩散和纵向弛豫时间来研究生物组织的组织构造和纤维结构。
与DTI相比,DHDTI提供了更丰富的信息。
DHDTI技术目前已被用于研究神经退化疾病、神经再生和肿瘤诊断等领域,具有很大的潜力。
总的来说,随着科技的不断进步和医学的不断研究,磁共振成像技术将会有更多的应用项目出现,为医生和患者提供更加精确和有效的诊断方法。
磁感应热疗治疗肿瘤研究进展和临床试验

磁 颗 粒 植 入 兔 腹 股 沟 淋 巴 模 型 且 热 靶 向 成 功 [16]
1976 Rand 等最早报导了狗肾模型的 AEH[17]
1979 Gondon 等首次提出细胞内热疗概念[18]
Kida 等在日本进行热籽介导的 MIH 治疗恶性胶质 1990
瘤 一 期 临 床 试 验 [2]
Stea 等在美国完成热籽介导的 MIH 治疗恶性胶质 1992
技术名称 热籽或热棒
磁性微球 磁流体
应用 IIH AEH IH 和 AEH
组成 铁磁合金。 金属支架 Fe3O4 或 γ-Fe2O3 聚合 壳包被的磁性粒子或其他磁性微球
临床试验 一期/二期
一期/二期
102 科技导报 2010,28(20)
综述文章(Reviews)
性可以用如下原因来解释,其中温度场的分布不均匀和热量 精确的温度测定是很主要的因素。 热籽介导的 MIH 可以作为 一种解决办法,其本质是使用低居里点达到热性质的自我调 节,因此可免除热疗过程的温度测量。
收稿日期: 2010-04-07;修回日期:2010-09-20 基金项目: 国家高技术研究发展计划(863 计划)项目(2007AA021805) 作者简介: 王宇瀛,硕士研究生,研究方向为生物医学工程,电子信箱:meiguidu@;唐劲天(通信作者,中国科协所属全国学会个人会员登记
近年来,纳米技术的突飞猛进使其在医学领域具有挑战 性的创新。 新型的纳米热疗是一项对深部组织热疗的全新方 法。 通过纳米级磁流体可以达到均一温度场,且癌细胞吸收 经表面修饰后的纳米粒要比正常细胞高 10 倍,因此“细胞内 热疗”使癌症靶向治疗从组织或器官水平到细胞水平得以实 现[14]。 可以说,磁流体热疗(MFH)兼具高选择性和热均一性的 优势,在当今传统热疗中是无可比拟的。 最近,世界首次以磁 纳米颗粒为基础的脑肿瘤治疗有 MFH 或正在进行二期临床 试验的 Nano-Cancer[15],初步结果显示有局部疗效和减少副作 用的效果。 除了临床试验,体外和动物实验同样可以用 MFH 实现。 表 1 概括了 MIH 发展的重要事件。
新型核磁共振成像技术在肿瘤诊断中的应用分析

新型核磁共振成像技术在肿瘤诊断中的应用分析随着现代医学科技的快速发展,医疗方面的成果取得了惊人的进展。
其中,新型核磁共振成像技术(NMR)被广泛应用于肿瘤的诊断。
新型核磁共振成像技术是一种非侵入性的检测方法,它能够有效地检测和诊断人体组织中的微小病变,包括肿瘤。
本文将对新型核磁共振成像技术在肿瘤诊断中的应用进行分析。
一、新型核磁共振成像技术的介绍新型核磁共振成像技术(NMR)是一种非侵入性的医学检测技术,它利用磁共振现象将人体组织分成一个个微小的元件,并且通过对这些元件的信号来制造影像。
它是一种高分辨率、高灵敏度和高选择性的成像技术,相对比较安全,没有明显的辐射危险,是一种非常有前途的检测手段。
二、新型核磁共振成像技术在肿瘤诊断中的应用1、肿瘤的早期诊断新型核磁共振成像技术在肿瘤的早期诊断中起着非常重要的作用。
它能够精确地检测人体组织中的微小病变,包括肿瘤。
通过这项技术,医生可以非常早期地发现人体组织中的病变,并且采取相应的治疗措施,防止肿瘤恶化。
2、肿瘤的定位和分期新型核磁共振成像技术在肿瘤的定位和分期中也很重要。
它可以通过对肿瘤的信号进行分析,确定肿瘤在人体中的位置,以便医生进行手术治疗。
此外,它还可以帮助医生确定肿瘤的类型和分期,有助于医生制定相应的治疗方案。
3、肿瘤治疗的监测新型核磁共振成像技术在肿瘤治疗的监测中也具有很重要的作用。
对于已经被诊断出肿瘤的患者,医生可以利用这项技术来监测肿瘤的疗效。
它可以通过对肿瘤的变化进行分析,判断肿瘤是否在缩小,从而决定治疗方案的调整。
三、新型核磁共振成像技术的优点和局限性1、优点新型核磁共振成像技术是一种非常优良的检测手段,具有以下优点:(1) 安全性高:它是一种非侵入性的检测手段,不会对人体产生较大的危害。
(2) 分辨率高:它能够非常清晰地显示人体组织的各种结构,包括肿瘤的微小病变。
(3) 灵敏度高:它能够非常精确地检测人体组织中的微小病变,包括肿瘤的早期病变。
磁共振成像技术在临床肿瘤检测中的应用

磁共振成像技术在临床肿瘤检测中的应用引言在医学领域中,癌症一直是世界范围内的重要公共卫生问题。
随着科技的发展和研究的不断深入,磁共振成像(MRI)技术在临床肿瘤检测中的应用日益广泛。
MRI利用磁场和无害的特定频率的无线电波来生成详细的身体内部图像,能够提供非侵入性的、准确的肿瘤检测和评估。
本文将探讨磁共振成像技术在临床肿瘤检测中的应用,包括其优势、限制以及未来的发展前景。
优势磁共振成像技术在临床肿瘤检测中具有多个优势。
首先,MRI能够提供高分辨率的图像,显示出人体组织的微观结构。
这种高分辨率图像能够帮助医生确定肿瘤的位置、大小和形态。
其次,MRI不使用任何放射线,相比于X射线或CT扫描,能够避免患者暴露在放射线的潜在风险下。
这对于长期的肿瘤监测非常重要。
此外,MRI还能够提供多个平面和视角的图像,从而允许医生更好地评估肿瘤的特征和周围组织的情况。
在肿瘤检测中,MRI还能够提供功能性信息。
例如,弥散加权成像(DWI)可以测量水分子在组织中的自由扩散程度,从而检测和评估肿瘤组织中的异常扩散情况。
这对于识别肿瘤的早期阶段以及评估治疗效果非常有帮助。
另外,MRI还可以进行动态增强扫描,通过注射磁共振造影剂来观察血流和血管的变化,从而评估肿瘤的血供状况。
限制虽然磁共振成像技术在肿瘤检测中有诸多优势,但也存在一些限制。
首先,MRI设备昂贵,且需要专业的操作技术。
这使得MRI在一些资源匮乏的地区难以普及和推广。
其次,MRI扫描的时间较长,通常需要30分钟到1小时。
这对于一些病情危急的患者来说可能不太适用。
此外,MRI对于某些人群可能存在一定的禁忌症,如患有心脏起搏器或胸腔植入物的患者。
此外,MRI在肿瘤检测中的特异性和灵敏性仍存在一定的挑战。
虽然MRI能够提供高分辨率的图像,但对于小尺寸的肿瘤或早期阶段的肿瘤,可能无法准确地检测和评估。
此外,不同类型的肿瘤在MRI图像上的表现也存在一定的差异,这对于医生的临床判断和诊断提出了一定的挑战。
磁共振成像在肿瘤诊疗中的应用研究

磁共振成像在肿瘤诊疗中的应用研究磁共振成像(MRI)是一种常用的医学成像技术,广泛应用于临床诊断、研究和治疗。
MRI技术使用高强度磁场和无害射频波来生成人体内部的高度详细图像。
在诊疗肿瘤方面,MRI技术已经被证明是非常有用的。
本文将着重探讨MRI技术在肿瘤诊疗中的应用研究,分为四个部分,分别是基础研究、临床应用、MRI辅助手术和新技术。
1. 基础研究随着科技水平和医学研究的不断发展,MRI技术正在不断完善,以提高其在肿瘤诊疗中的应用。
基础研究的目的就是为了了解MRI成像和肿瘤形成的相关性。
MRI技术已经证实能够在不伤害患者的情况下获得医学图像。
在基础研究方面,科学家们发现MRI技术比传统成像技术更清晰地显示肿瘤,同时MRI技术还能够准确定位和刻画肿瘤与周围组织的关系。
除此之外,MRI技术还被用来研究肿瘤的缺血和血管生成。
MRI可以通过观察肿瘤组织的血流动力学特征,为治疗提供更好的选择。
2. 临床应用临床应用方面,MRI技术在肿瘤诊断和治疗方面已经成为最常用的技术之一。
MRI成像技术能够提供高度分辨率的影像,捕捉很小的肿瘤细节,确保医生对病人的肿瘤做出准确的诊断。
在临床应用方面,MRI技术还常用来筛查肿瘤,定性鉴别良性和恶性肿瘤。
MRI成像技术也可以用来对肿瘤进行定位和评估。
MRI技术可以通过检测肿瘤形态、大小、位置等多种特征,为医生找到最佳的治疗方案提供必要信息。
MRI成像技术在肿瘤治疗中有着很重要的作用,能够了解人体内的肿瘤详细情况,提高治疗的效果和治愈概率。
3. MRI辅助手术MRI技术在手术方面也十分有用,提供了更准确的诊断和治疗方案。
MRI辅助手术是指医生使用MRI成像技术来促进手术操作的过程,这有助于医生在手术过程中更准确的切除肿瘤。
MRI辅助手术技术也被广泛应用于肿瘤切除、脑肿瘤切除、乳腺癌切除等领域的手术。
通过MRI技术的辅助手术,医生不仅能够准确定位肿瘤,还能够清除周围组织,最大限度减少手术危险。
磁共振成像技术的发展与应用前景展望

磁共振成像技术的发展与应用前景展望磁共振成像(MRI)技术是一种非侵入性的医学成像技术,广泛应用于医学诊断、科学研究等领域。
它通过利用核磁共振现象,对人体组织进行成像,从而提供高质量的影像结果。
MRI 技术自问世以来,得到了不断的发展和改进,今天我们将讨论 MRI 技术的发展历程和未来应用前景。
MRI 技术的起源可以追溯到二十世纪初期。
在 1937 年,荷兰物理学家 I. I. Rabi 发现磁共振现象,该现象是指原子和分子在外磁场中的行为,这一发现也为 MRI 技术的发展奠定了基础。
然而MRI 技术的舞台并不是医学,而是物理学与化学领域。
直到 1971 年,当时的美国医学物理学专家 Raymond Damadian决定将 MRI 技术应用于医学,他首次利用 MRI 技术对动物进行成像,并于1977 年发明了第一个用于人类诊断的MRI 仪器。
从此,MRI 技术开始应用于临床和科学研究,迅速成为医学成像的重要手段之一。
随着技术的不断进步,MRI 成像分辨率得到进一步提高,成像时间也大大缩短。
现在,MRI 可以提供高精度的图像结果,定位和诊断准确性比传统的 CT 扫描更高。
MRI 技术也在很多方面发挥着越来越重要的作用,比如对体内器官、肌肉、骨骼等进行成像,以及对神经系统、心血管系统等进行研究。
未来,MRI 技术的应用前景依然广阔。
一方面,MRI 技术的成像分辨率和灵敏度还有进一步提高的空间。
研究人员可以通过改进硬件和软件,提高 MRI 能够观察的病变的大小和数量,增加信噪比,提高影像质量。
另一方面,MRI 技术也有很多新的应用领域。
例如,MRI 技术可以用于动态成像,以观察生物体内的运动。
它可以被用于测量神经元活动,提供详细的图像结果,使研究者能够更好地了解大脑的运作原理。
此外,MRI 技术也可以用于辅助手术操作。
在手术之前,医生可以通过 MRI 技术对成像区域进行精确定位,以保证手术定位的准确性和术中安全性。
肿瘤科新技术在临床中的应用

肿瘤科新技术在临床中的应用随着科技的不断进步和医学研究的深入,肿瘤科领域的新技术不断涌现,并在临床实践中得到广泛应用。
这些新技术以其独特的优势,为肿瘤患者提供了更准确、更有效的诊疗手段,极大地改善了患者的生存质量。
本文将从放射治疗、靶向治疗和免疫治疗三个方面,介绍肿瘤科新技术在临床中的应用及其意义。
一、放射治疗放射治疗作为常见的肿瘤治疗方式之一,通过利用高能射线或放射性同位素杀灭癌细胞,达到治疗的目的。
近年来,新技术的应用使得放射治疗更加精确和安全。
1. 三维适形放疗三维适形放疗利用计算机技术对肿瘤进行三维重建,从而实现对肿瘤的精确定位和照射。
相比于传统的二维适形放疗,三维适形放疗减少了对正常组织的损害,提高了治疗的精确性。
2. 强度调控放射治疗强度调控放射治疗(IMRT)是一种精确控制放射剂量的新技术。
IMRT可以根据肿瘤的大小、形状和位置,调整辐射束的强度和方向,从而减少对健康组织的伤害,提高治疗的有效性。
二、靶向治疗靶向治疗是根据肿瘤细胞的表面特异性靶点进行药物设计和选择,通过抑制或杀死这些靶点,来达到治疗的效果。
靶向治疗相比传统的放化疗,具有更低的副作用和更好的疗效。
1. 基因检测与靶向治疗通过对患者肿瘤样本的基因检测,可以了解患者的基因突变情况,从而选择合适的靶向药物进行治疗。
这种个体化的治疗策略,大大提高了治疗的成功率和患者的生存期。
2. 免疫检查点抑制剂免疫检查点抑制剂是一种能够激活免疫系统,增强肿瘤细胞的免疫应答的药物。
它通过阻断抑制T细胞活化的信号通路,使得免疫系统能够更好地攻击肿瘤细胞,从而达到肿瘤治疗的效果。
这一技术的应用,为晚期肿瘤患者带来了新的希望。
三、免疫治疗免疫治疗是利用自身免疫系统识别和攻击肿瘤细胞的治疗方式。
近年来,免疫治疗在肿瘤科中的应用取得了显著的突破。
1. CAR-T细胞疗法CAR-T细胞疗法是一种将患者体外采集的T细胞进行基因修饰,使其能够更好地攻击肿瘤细胞的治疗方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
磁共振模拟——站在肿瘤放疗的最前沿 磁共振模拟 站在肿瘤放疗的最前沿黄岁平 博士 关键词:磁共振模拟 MRSIM 据有关调查显示,目前全世界范围内的肿瘤患者,约有 70%需要接受不同程 度的放射治疗,以达到治愈肿瘤或缓解症状、改善生活质量的目的。
能够最大限度 地把放射剂量集中到病变(靶区)内,杀灭肿瘤细胞,同时使其周围正常组织和器 官少受或免受不必要的照射,从而得到保护,是肿瘤放射治疗一直以来追求的目 标。
20世纪 70年代 CT的使用是放射治疗计划所取得的一个巨大进步。
引入 CT 图像的模拟增加了临床医生对靶区体积的空间意识,从而较之原有的传统治疗的靶 区体积(由垂直 X线胶片确定)产生了一个质的改变-----CT扫描得到一系列断层 轴面,经过多种方式的三维重建,形成一个三维计划,这使得适形放射治疗 (CRT)的概念得以实现。
但 CT却有一些先天的局限性----它只对具有不同的电 子密度或 X线吸收特征的组织结构具有较好的分辨率(如空气对骨或对水或软组 织),但如果没有明显的脂肪或空气界面,则对具有包括肿瘤在内的相似电子密度 的不同软组织结构区分较差。
相比之下,磁共振最大的优点就是对具有相似电子密 度的软组织有较强的显示能力并且能区分其特征。
在这种情况下,磁共振能够更好 的提供靶区的轮廓,不但包括肿瘤的范围,而且还包括临近的重要软组织器官。
通 过更准确地定位肿瘤靶区、避免危及临近的组织器官、以及提高局部控制率等。
一.磁共振模拟独特的优越性。
事实上,临床医生早已意识到诊断性的 MRI扫描对肿瘤体积的确定具有相当 重要的信息补充,引入 MR图像作定位由来已久。
最早通常是由医生用肉眼在 MRI上观察疾病的范围,然后手工将数据转移至模拟胶片或 CT扫描片上,这种方 法极易产生解释和转译错误。
第二种方式是通过使用一种放大投影系统将 MRI图 像叠加到模拟胶片或 CT图像上进行融合处理的 MR辅助的模拟。
第三种更加定量 的方式是将 MRI图像与 CT图像进行融合,那样就可以将 MRI上具有较高分辨率 的肿瘤图像与几何精确的 CT图像中电子密度信息结合起来。
但以上任意一种融合 方式都是在放疗过程中增加了一个步骤,也就是说,延长了整个放疗过程花费的时 间,加重了医生的工作任务,加大了病人的经济负担,也增加了误差的可能性及偏 离度。
现在我们已经很明确对于中枢神经系统部位如颅底和脊髓部位的肿瘤,以及 软组织肉瘤和盆腔肿瘤,MRI成像已远优于 CT成像。
这些情况下,就可以单纯借 助 MR图像完成模拟工作,因为 MRI有许多优于 CT方面的特点, 直接利用 MR 图像进行模拟定位有着不可替代的优越性:I.我们知道,靶区勾画的不准确是整个放疗计划产生误差的首要因素。
因此, MR 可以帮助我们更准确地定位。
根据统计,大约有 40%肿瘤病人罹患的是软组织 癌症或肉瘤,集中在大脑、头颈部、脊柱、前列腺和肢体。
若用 X光机或 CT机模 拟定位上述部位/组织,得到的图像往往不尽人 意,特别是肿瘤组织边界的勾画会 影响临床的诊断和治疗临床显示,而 MR 恰恰为脑部、盆腔部位提供了高质量的 解剖学分辨率,以便清晰地辨别肿瘤的边界及一些危及器官的范围。
如图(一)a 所示,在 CT 图像上,前列腺与膀胱电子密度相似,不做膀胱造影,则难以确定前 列腺边界, 而同样在 MR图像上,却可以得到非常好的软组织分辩率。
b图中,每 个点代表在某个断层勾画的范围,连接成线显示出整个靶区的范围。
由于 CT 所提 供信息的不确定性,造成在 CT上勾画的靶区通常要比在 MR上大 30%-40%,直接 对后期的剂量分布、计算造成影响。
MRI图(一)aCTCT 定位图(一)bMRI定位同样,图(二)是一个听神经瘤(Acoustic Neuroma)的病例。
在 CT图上,医生 大致清楚肿瘤的范围在黄线所框区域内,但却无法勾画病灶。
而在 MR图像上, 甚至不需勾画,我们就可以得到清晰的 GTV边缘。
图(二) a 听神经瘤的 CT MPR和 DRR图像图(二) b 听神经瘤的 MR MPR和 DRR图像类似的病例,我们就应该考虑直接借助 MR图像确定靶区而不再仅是利用 MR作 图像融合。
因为融合这个多步骤的操作过程,除了不可避免地引入了误差,还需要 搬运病人固定装置,以精确的方式进行 MR扫描,实践证明,这一过程是困难 的,且难以控制,这就意味着病人在模拟与治疗过程中的摆位不一致,无法保证良 好有效的治疗效果,也大大拖延了模拟的过程与时间。
II.MRI的另一个特征就是能够有效抑制伪影产生。
骨骼不会产生多少 MR信号, 因而表现为低密度信号。
这是因为骨质含有钙,因而几乎没有多少氢原子核能够提 供 MR信号。
与 CT相比,MR的图像不会被较厚的骨组织区域影响,因为这些区 域骨组织会吸收 X线,降低软组织成像的质量,在 CT图像上产生伪影。
因此, MRI能够对骨组织区域附近的病变如头颅基底部或包裹在骨组织内的脊髓有较高 的分辨率。
另外,对于人体内一些人工移植的金属器官,其金属不敏感性使产生无 伪影的优异图像成为可能。
见图(三)。
MRICT图(三)人造金属髋关节可对成像和勾画产生影响III.MR 高场潜在的功能成像优势也是 CT 所无法比拟的。
我们可直接将这一特点 应用于放射治疗中。
在 MR 图像中,除了可以获得组织在解剖结构上的病变信 息,还可获得功能形态上的信息,这就使得医生在勾画靶区的同时,能够地避 开要害器官及正常组织,准确勾画肿瘤范围,避免关键正常组织受到照射而损 坏。
这些可用于临床的放射治疗计划,选择性地避免损伤病人的重要的脑部功 能区(尤其是儿童),如大脑的运动皮层中控制手运动的区域等。
如图(四) a 所示,左下角为初始的计划靶区(PTV),经 f-MRI 脑功能测定后,发现射 线照射将伤及右手触觉的功能信号区,因此重新修改,得到右下角优化的剂量 分布设计,使适形放疗计划真正提高治疗效果----提高了局控率,改善了病人今 后的生活质量。
图(四) af-MRI 对剂量分布的影响TSI: tumour growth ?TSI and SVS: tumor treatment(comparison)Cho NAACho34 125Cho Cr NAA Cr Lactate NAA1-2Cr NAA3-4Cho CrNAA5-6ChoBefore treatment4 3 2LactateAfter radiotherapy1CrCholine Choline3 4 1214325 6Choline CholineCholine Choline43 2143 21 Chemical shift (ppm)43 21Scan time: 4.16 min (35cc)Courtesy: Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany Courtesy: Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany42 H.Shukla, 2002 ASTRO 43MRS is helpful in CTV DefinitionH.Shukla, 2002 ASTRO图(四) bCourtesy: Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany Courtesy: Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany频谱分析图 f-MRI还可根据正常组织和肿瘤组织在血流灌注和血氧水平依赖性(BOLD) 上的较大差别,对 BOLD的测定结果有可能将其正常和非正常值的边界显示出 来,从而准确地确定亚临床病灶。
另一个运用在高场的强大工具是频谱分析,见图 (四)b,它的使用可帮助医生在治疗前准确勾画亚临床病灶, 掌握治疗前后病人胆 碱、乳酸等物质的变化规律及程度,得到治疗效果在生物学方面的反映。
除此之 外,MR的血管造影能够显示脑血管的分布情况,为脑血管畸形或血管瘤提供了一 种无创的立体定位放射治疗方法。
MRI还能够记录胶体仿真模型的空间 T1加权变 化,并记录诸如调强适形放射治疗和近距离放射治疗等复杂放射治疗剂量的分布情 况。
二.根据 MR 图像建立放疗计划必须解决的问题。
上述 MR优于 CT的特性已使越来越多的临床医生意识到 MR具有直接应用到放 射治疗计划制订上的潜力。
但在目前的医院, 单独应用 MR并没有真正对 CT图像所 确定的放疗计划产生挑战。
原因是应用 MR图像必然存在下列一些问题: 1.MR 存在图像变形失真。
放射治疗计划的制订至关重要的一点是要求准确的几何图像数据资料,而 MRI图像存在的几何空间失真现象是限制 MRI图像利用的一个主要障碍。
MRI图 像失真的来源于系统相关的失真和由客观因素(如与病人相关的因素:幽闭恐惧或 不适)引起的失真。
这里主要解释一下与系统相关的原因。
A.理想情况下,我们希望拥有高度均匀的磁场和完全线性正交的磁场梯度,而在 临床实践中磁场往往不均一,且在成像过程中打开或关闭梯度,会产生涡流效应, 该磁场非线性的正交梯度和涡流效应会导致系统相关的失真。
B.静电磁场的均匀性随着离磁孔距离的增加而逐渐减弱,因而在一个较大的视野 中,会导致失真的程度增大,特别在该视野的边缘更加显著。
在大视野中心的失真量级是在成像系统的像素分辨率范围之内,通常不需要进行修正。
然而,大视野 边缘的失真效应则不能不考虑在内。
C.磁场内进入物体时会产生由磁场敏感性或化学偏移效应(场内物体引起的效 应)引起的几何形态和信号强度失真。
2.基于 MR 图像的剂量计算。
这是将 MR直接应用于放疗计划所遇到另外一个重要的难题。
MR图像的像素 强度是质子的密度和组织弛缓时间的函数, 因此无法如 CT计划中直接根据电子密 度来计算考虑了组织不均匀性的剂量分布。
3.如何在 MR 上产生“DRR”图像。
我们对 CT模拟过程中在 DRR/DCR图像上定等中心、画靶区、设野已经相当 熟悉,但在 MR上这些过程如何进行呢?怎样产生和验证片做比对的 DR”R”?三.MR 模拟现存主要问题的解决方案。
2002 年 ASTRO 会议上飞利浦公司正式独家研制推出了 AcQsim-MR 磁共振模 拟机,见图(五),并已在美国费城 Fox Chase 肿瘤中心得到超过两年的临床使用 与验证。
在 2001 年美国盐湖城召开的全球放射治疗年会(AAPM)上,该技术得到 了全球放疗界的密切关注和充分肯定,因为 MR 模拟存在的上述主要问题业已得 到了较好的解决,代表着放射治疗模拟定位技术进入了一个崭新的、前所未有的领 域。