放疗靶区勾画系统的设计与开发
鼻咽癌的靶区勾画ppt课件
1
• 鼻咽癌放疗的发展 • 放疗前准备及靶区设置 • 鼻咽癌的精细局部解剖 • CTV靶区提示 • 计划评估-ICRU83 • Case+经验
2
鼻咽癌放疗-从传统-3D-IMRT-…
3
4
IMRT的物理优点
• 适形 • 对特定区域给予非均匀性剂量 解剖 生物学 功能影像 • 减少正常组织剂量 • 提高肿瘤剂量 • 剂量分布
颅底解剖-颅中窝
21
颅底解剖-海绵窦
动眼 滑车
脑垂体 颈内A 展
三叉眼支 三叉上颌支
22
• 海绵窦 • 硬脑膜二层间的腔隙构成的窦，位于蝶鞍和垂体的两侧。窦 内有许多结缔组织小梁，将窦腔分隔成为许多互相交通的小 腔隙 • 前达眶上裂内侧部，后至颞骨岩部的尖端 • 神经外科重要结构 • 海绵窦外壁 /Parkinson三角区是海绵窦外侧壁中比较薄弱 之处，上为滑车神经上缘，下为眼神经上缘，后为鞍背，斜 坡的硬脑膜决定肿瘤从硬脑膜突破而进入不同窦腔及脑组织
38
间隙(神经/动静脉/脂肪/淋巴)：颊间隙与翼颌间隙、咬肌 间隙、眶下间隙、颞下间隙及颞间隙相通 咽旁间隙与咽后间隙相通 间隙密切与肿瘤走行及毗邻相关、鼻咽癌颅底与翼腭及翼颌、 颅底筋膜等相关 咽后间隙密切与淋巴转移相关 椎前间隙与肌群受浸导致颈深间隙及骨 颅底及海绵窦斜坡岩尖位于鼻咽顶壁/顶侧壁，并有孔道。 间隙易弥漫受侵，硬性结构如骨为天然屏障。软/硬组织外 侵能力不一致。个体化。非均匀性外扩。正常组织受益。 颅底孔道。
CTV靶区提示
咽部筋膜与间隙 鼻咽腔周围被上至颅底下至咽缩肌筋膜分隔。咽/颊颅底筋 膜。蝶骨至舟状窝翼内外板，筋膜内包咽鼓管，外包腭帆张 提肌附于颅底，形成咽隐窝顶外侧壁，与破裂孔相距1cm。 咽旁间隙：咽侧，翼内肌和腮腺深叶，上至颅底下至舌骨平面。 茎突前间隙前内上方与咽隐窝相邻，顶端为卵圆孔破裂孔前 外侧。茎突后间隙为颈内动静脉/淋巴/9-12颅神经/交感神 经节。 咽后间隙：颊颅底筋膜与椎前筋膜之间。咽后间隙直达舌骨上 缘。咽后外淋巴引流区---咽旁、茎突前后、颈动脉。咽后 下可达C3水平(3-15%)。Rouvier。 椎前间隙
(医学课件)直肠癌放疗靶区勾画
LLN
15
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
16
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
髂内淋巴结： 有多个细分，命名根据邻近血管. 髂内组较髂外组位置偏后 骶骨外侧淋巴结 骶骨前淋巴结 前组髂内淋巴结
17
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
18
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
12
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
13
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
髂外淋巴结（Βιβλιοθήκη LN） 髂外动静脉旁 范围自髂总血管分叉至腹股沟 外侧组 中间组 髂外动脉及伴行静脉之间. 内侧组 位于髂外血管内侧，位置变化较大，
有些接近闭孔内肌，近期较多被称为闭孔淋 巴结
14
CTV包含淋巴结及相关区域的定义范围
4
直肠癌靶区勾画
直肠癌术后靶区定义 CTV：直肠系膜区、直肠上动脉淋巴结、髂内淋巴结、闭孔淋巴结、
骶前淋巴结、吻合口（Dixon术时）、坐骨直肠窝（Miles术时）、会 阴区（Miles术时）髂外淋巴结（T4b时选择性勾画）、腹股沟淋巴结 （侵犯肛管时选择性勾画）。 CTV-1：术后高危区，包括R1/R2切除及可疑残留区。 PTV：CTV/CTV-1外扩0.5-1.0cm 注：Dixon手术：直肠低位前切除术（LAR），或称经腹直肠癌切除术
6
CTV外扩范围
7、对于进展期直肠癌，包括直肠系膜和肛提肌，肿瘤侵犯邻近器 官（T4b）应向邻近器官外扩1-2cm；肿瘤T4b侵犯 泌尿、生殖系 统时应包括髂外淋巴结，侵犯肛管时有时需要包括髂外淋巴结、 腹股沟淋巴结。 8、术后放疗应根据不同手术方式确定下界范围：Miles手术后， 下界应包括到会阴皮肤（手术切口瘢痕处），包括坐骨直肠窝， 会阴处中心向外包括1.5-2.0cm的皮肤，有时肥胖患者从CT上不易 看出此部位，定位时可在会阴部贴金属标记，便于确定下界； Dixon手术：下界在吻合口下≥2cm，并包括挣个 直肠系膜区。
基于RT-Mind软件的乳腺癌靶区及危及器官的自动勾画
RESEARCH WORK引言乳腺癌是全球女性中最为常见的恶性肿瘤，其每年新增患病人数约100万，年死亡率在全部癌症中仅次于肺癌（超过40万）[1]。
早期乳腺癌患者采用保乳手术联合术后放疗治疗模式，术后放疗能够有效地降低局部复发率，提高患者生存率。
临床靶区（Clinical Target V olumes，CTV）基于RT-Mind软件的乳腺癌靶区及危及器官的自动勾画高文超a，王军良a，秦琪a，林鸿宇a，解传滨b，戴相昆b，张军舰a中国人民解放军总医院 a. 第五医学中心放疗科；b. 第一医学中心放疗科，北京 100853[摘 要] 目的 探讨RT-Mind软件在乳腺癌临床靶区（Clinical Target V olumes，CTV）及危及器官（Organs-At-Risk，OARs）自动勾画的可行性，为临床应用提供依据。
方法 选取10例乳腺癌保乳术后放疗患者，由临床医生手动勾画CTV及OARs（左肺、右肺、心脏及健侧乳腺），并以此勾画结果作为参考标准，再使用RT-Mind软件自动勾画CTV及OARs。
比较手动及自动勾画的相似性系数（DSC）、Jaccard系数（JAC）、Hausdroff距离（HD）及体积差异（VD）等参数以评估勾画效果。
对于自动勾画的CTV，沿Body内收0.5 cm作为新的自动勾画临床靶区CTV内收0.5 cm，再通过上述评估参数评估其勾画效果。
结果 CTV自动勾画的DSC值、JAC值、VD值、HD值分别为0.77±0.06、0.64±0.07、（33.47±18.66）%、（2.53±0.64）cm；CTV内收0.5 cm的DSC值、JAC值、VD值、HD值分别为0.83±0.05、0.71±0.07、（17.12±12.11）%、（2.53±0.64）cm，相比自动勾画CTV，除HD值无变化外，其它评价参数均有明显改善。
最新常见肿瘤靶区勾画(精品课件)
前列腺癌根治性放疗靶区建议作者：中国医学科学院肿瘤医院放疗科刘跃平李晔雄王维虎房辉来源：中国医学论坛报日期:2012－03-3０随着人均寿命的延长，我国老年人口的不断增加,前列腺癌的发病率逐年上升。
放疗是前列腺癌根治性治疗手段之一,从局限低、中、高危前列腺癌到盆腔淋巴结转移，甚至远处转移前列腺癌,放疗均有广泛的应用。
对于局限期前列腺癌，放疗可取得与手术相当的疗效且并发症的发生较少。
近年来,随着各种放疗新技术的出现和发展,前列腺癌的放疗越来越准确,正常组织的保护则更可靠,因此，接受放疗的患者越来越多。
我们参照美国放疗肿瘤学研究组(RTOG)关于前列腺癌的放疗靶区勾画建议、美国国立综合癌症网络（NＣCN)和欧洲泌尿协会制定的前列腺癌诊治指南，并结合我们的临床实践，对局限期前列腺癌根治性放疗的靶区勾画提出参考性建议，旨在使前列腺癌放疗靶区定义规范化和合理化。
从表1得知，前列腺癌靶区勾画主要包括前列腺、精囊腺及盆腔淋巴引流区，对局限期前列腺癌根治性放疗的靶区确定，我们提出如下建议。
1CT定位及放疗·定位前时排空膀胱和直肠，口服1000 ml稀释的肠道对比剂,然后憋尿充盈膀胱。
ＣＴ定位采取仰卧位，体模固定，层厚3 mm扫描，扫描范围从腰4椎体下缘至坐骨结节下3 cm。
·建议采用3Ｄ—ＣRＴ或IMＲT，若放疗剂量≥78Gy,建议使用图像引导放疗（IGRT）。
2前列腺及精囊腺靶区勾画·局限低危前列腺癌放疗靶区只包括前列腺；局限中危前列腺癌或盆腔淋巴结转移几率≤15%的局限高危前列腺癌放疗靶区包括前列腺和精囊腺.·前列腺癌往往为多发灶，且CＴ和磁共振成像(M ＲI)无法检测出前列腺内的全部病灶,因此,前列腺癌难以勾画大体靶区（GTV,转移淋巴结除外），我们只勾画临床靶区（ＣTV）（图１）.·前列腺靶区勾画自前列腺底至前列腺尖的全部前列腺组织（图1），若前列腺存在钙化，须包全全部钙化区域。
乳腺癌放疗靶区勾画图谱
—乳房切除术后疤痕上放标志线 —摆位标志点放置于锁骨上（ ± 腋窝）野与胸壁 （ ± 内乳）野衔接水平 —胸壁内外界各放一标志线
案例C：III期-乳腺肿块切除术后
• IIIA期（T2N2M0）右乳癌，肿瘤大小3cm，淋巴 结4/18（+）
• 手术：乳腺肿块切除术+腋窝淋巴结清扫 • 放疗：乳腺，胸壁±区域淋巴结 • CT扫描时外放标记线
皮肤
包括胸肌、 临床所见/ 胸肋
胸壁肌肉 腋中线，
及肋骨 剔除背阔 关节b
肌a
勾画注解：乳腺和胸壁
• 1.乳腺：适用于可行单纯乳腺肿块切除术的病例 a.上界随着乳腺的大小和病人的体位不同有很大 的差异，外分接近于所定义的上界，而内分则需 根据乳腺的形状及病人的体位。 b. 外界根据乳腺的形状和下垂的程度有很大差异。 c.内界根据乳腺的形状和下垂的程度有很大差异， 需考虑到临床所见，但不能超过体中线。
腋血管跨Байду номын сангаас越胸小肌 的内端
第4肋上 缘
胸大肌和 背阔肌前 面
胸小肌 前面
胸大肌 后面
e
肩胛下 肌前缘
肋骨及 肋间肌
肋骨及 肋间肌
e
外界 内界
上段：胸锁 乳突肌外缘
下段：第1肋 与锁骨交界 处
除外甲状 腺和气管
背阔肌内 胸小肌外
缘
缘
胸小肌 胸小肌
外缘
内缘
胸小肌 胸廓入
内缘
口
e
e
勾画注解：区域淋巴结
• a. 锁上引流区下界近似于乳腺/胸壁野的上 界
宫颈癌癌靶区勾画
T1b2
T2 T2a T2a1 T2a2 T2b T3 T3a T3b T4 T4 M
宫颈癌治疗原则
手术和放疗是主要治疗手段。 重视局部-区域治疗。 早期病变手术与放疗等效。
非早期病变有可能行保留生育功能手术。
局部晚期病变（IB2-IVA）适用放疗，放疗同时需考虑含铂类
的同步化疗。
成簇存在时，认为是盆腔淋巴结转移。
GTV的精确勾画重要基础是影像技术。借助于盆腔
CT和MRI，进行图像融合，提高靶区勾画的精确性。
宫颈癌GTV勾画
宫颈癌PTV勾画
PTV外扩（推荐）
PTV=CTV+15mm（宫颈）
PTV=CTV+10mm（子宫） PTV=CTV+7mm（其他）
危及器官勾画
宫颈癌术后放疗靶区勾画
淋巴引流区勾画原则： 髂总、髂内、髂外动静脉血管周外扩7mm。 髂外外侧组沿髂腰肌向前外侧外扩17mm。 髂外下界至股骨头上缘 闭孔区域为沿盆壁18mm条形区连接髂内外。 骶前区为椎体前10-15mm，包括至梨状肌出现层面（相当 于S2下界）。
宫颈癌术后放疗靶区勾画
宫颈癌术后放疗靶区勾画
宫颈癌放疗中的解剖定义 髂总：L4-5椎间隙下7mm至髂总动脉分叉处。 髂内：髂总动脉分出髂内水平，沿分支走向，至阴道旁水平阴
危及器官勾画
危及器官勾画
危及器官勾画
宫颈癌术后放疗靶区勾画
宫颈癌术后放疗指征： 子宫切除术后含有下列两个或两个以上风险因素，建议单纯放疗： 1、毛细淋巴管间隙侵犯。
2、≥1/3基质受侵犯。
3、肿瘤≥4cm。 含有以下因素，建议同步放化疗：
1、淋巴结阳性。
2、宫旁组织侵犯。 3、切缘阳性。
靶区学习班课程—淋巴瘤靶区勾画 中国医学科学院肿瘤医院放疗科 宋永文 亓姝楠
靶区学习班课程—淋巴瘤靶区勾画中国医学科学院肿瘤医院放疗科宋永文亓姝楠Case 1❝患者赵**，男，51岁。
以“胃粘膜相关边缘带B细胞淋巴瘤抗HP治疗失败后”收入院。
患者体检胃镜发现胃角粘膜充血、粗糙不平，活检病理示：粘膜相关淋巴瘤，HP（+）。
给予抗HP治疗，3个月后再次复查仍见粘膜弥漫小颗粒样不平。
再次活检仍为粘膜相关淋巴瘤，HP（—）。
继续抗Hp和抑酸治疗一疗程，3个月后复查并活检，仍见粘膜相关淋巴瘤残存。
考虑为抗Hp治疗失败，非Hp依赖性胃MALT淋巴瘤。
为进一步治疗收入我科。
❝入院查体无特殊。
全身分期评估未发现其他病灶。
❝诊断为：胃MALT淋巴瘤IE期抗Hp治疗失败后❝既往有慢性乙型病毒性肝炎病史。
Case 1❝病例特点❝中年男性❝胃MALT淋巴瘤IE期❝抗Hp治疗后失败定位❝复阅病史（胃镜的重要作用）❝空腹4小时❝4D-CTsim靶区勾画❝GTV：影像学和内镜可查到的肿瘤大体病灶❝CTV-gastric：全胃❝CTV-LN：疗前胃周肿大淋巴结（适当边界）❝ITV：4D-CT上全胃和淋巴结活动范围❝PTV：根据本单位数据外放0.7cm放疗剂量（参考） 根治剂量：24-30GyCase 2❝患者孔**，男性，43岁。
以“原发纵隔B细胞淋巴瘤化疗后2周”收入院。
❝患者以进食后梗阻、胸闷和活动后气促起病，伴不规则发热，当地医院CT检查发现纵隔占位，包绕头臂静脉及上腔静脉，最大截面9.0×6.1cm，双侧锁骨上、左内乳区淋巴结肿大，考虑恶性。
行纵隔肿物活检，病理为纵隔原发B细胞淋巴瘤。
于内科行R-CHOP方案化疗6周期，4周期PET/CT疗效评价达CR。
为进一步诊治收入我科。
❝查体：Kps90分，浅表淋巴结未触及肿大。
❝诊断：❝原发纵隔B细胞淋巴瘤IIEX期生发中心型❝累及纵隔、双侧颈部、左侧内乳淋巴结❝IPI评分2分，低中危组❝化疗后CR❝既往有慢性乙型病毒性肝炎病史Case 2❝中年男性❝原发纵隔大B细胞淋巴瘤IIEX ❝化疗敏感，疗效评价CR问题1：Deauville评分的意义？❝The 5-PS scores the most intense uptake in a site of initial disease,❝If present, as follows:1. No uptake2. Uptake < mediastinum3. Uptake > mediastinum but ≤ liver4. Uptake moderately higher than liver5. Uptake markedly higher than liver and/or new lesions X. New areas of uptake unlikely to be related to lymphomaScore 3❝Main difference with IHP❝Score 3 Definition: uptake > mediast. but ≤ liver❝Is it CMR or PMR? (disease, timing, treatment)❝iPET v ePET:❝iPET: good response (& subsequent Rx planned)❝ePET: CMR?❝Clinical Practice v T rials:❝Clinical practice: consider prognosis & available options (e.g. RT)❝T rials: depending on question; escalation v de-escalation问题2：本例患者放疗远期毒副反应的风险？❝心血管疾病❝肺损伤❝甲状腺功能减退❝第二原发肿瘤？定位和射野需要考虑的问题❝上肢的位置❝颈胸联合放疗时的体位固定❝呼吸动度—DIBH❝前后野为主，限制射线方向的蝴蝶野技术❝需要在正常组织受量和靶区均匀度、适形度间取舍INRT/ISRT背景❝有效化疗的应用❝复发模式❝放疗的目的❝累及野放疗的问题❝Ann Arbor分区的概念❝长期毒副作用INRT/ISRT早期应用❝在HD中获得成功经验（LYSA H10研究的应用）❝在DLBCL中的早期探索研究结果❝2006年公布HD的INRT治疗指南❝ILROG指南勾画要求❝勾画出化疗前初始淋巴结的体积（包含了两方面的因素，淋巴结的位置和范围），将疗前淋巴结推移的正常组织排除在靶区外❝如疗前病灶与血管有间隙，尽可能将血管置于靶区外❝如疗前存在明确的局部侵犯，则应包括在靶区内Case 3 （1072058）❝中老年男性❝结外鼻型NK/T细胞淋巴瘤IEA期无预后不良因素❝首诊来我院问题3：本例患者治疗原则？❝局限I期，无预后不良因素：单纯放疗50Gy ❝I期伴不良预后因素或II期：放疗后辅助化疗定位❝口腔处理❝含压舌板或口含器❝头颈肩面罩固定❝3mm增强扫描CTV勾画结构❝双侧鼻腔❝同侧上颌窦（后壁、外侧壁？）❝前组筛窦（如前组受累，则包全部）❝后鼻孔❝如果到达后鼻孔，则包鼻咽❝硬腭（牙龈？）❝保证一定安全界❝颈部淋巴结区不做预防照射谢谢！DLBCL放疗指征❝放疗指征-前美罗华时代Trial ResultSWOG8736CHOP x3+RT=CHOP x8ECOG1484CHOP x8+/-RT:Significantly improved FFS with RT GELA LNH93-1ACVBP vs CHOP x3+RT:Significantly higher OS with ACVBP GELA LNH93-4CHOP x4+/-RT:no differenceDSHNKL’s 放疗指征大肿块(≥ 7.5 cm)结外受侵特殊部位如睾丸、中枢神经原发No RT(n=35,915)RT(n=23,340)p-value 5y OS75%82%<0.001 10y OS55%64%<0.001❝NCDB-美罗华时代。
002-第二章---肿瘤精确放疗中相关区域的定义和勾画
第二章肿瘤精确放疗中相关区域的定义和勾画----ICRT 83号报告解读随着放疗技术的发展，肿瘤放射治疗经历了二维普通放疗、三维适形放疗、四维自适应放疗的一个发展过程。
以普通模拟定位机为基础的二维放疗，因无法展现肿瘤靶区和危及器官三维形态、体积和位置，在放疗计划制定时对靶区和危及器官受量的评估存在很大不确定性。
因此不同学者制定的预测放射性损伤的剂量-体积参数标准存在很大差异。
医学影像技术和计算机硬件、软件及精确放疗设备的飞跃发展，促进了三维精确放疗技术（3D-CRT，IMRT，VMAT，Helical Therapy、HT）的应用，进而为肿瘤精度更高、速度更快的放射治疗提供了有力工具。
高精度放疗技术的应用一方面要求对放疗计划进行更细、更好的设计和优化，另一方面对靶区和危及器官受量的准确评估和累加提供了基础，同时对二者的准确定义和勾画提出了更严格的要求。
实践证明，对二者的深入了解不仅有利于提升临床工作质量，对开展科研、教学工作亦具有非常重要的意义。
目前国内外对肿瘤靶区和危及器官的勾画标准大部分均以ICRU 83报告为准。
本部分章节以2010年ICRU 83号报告制定的肿瘤放射治疗相关区域的定义和勾画方法进行叙述。
第一节总述以往国际辐射学单位委员会(international commission radiological units，ICRU) 50号（1993年）、62号（1999年）、71号（2004年）、78号（2007年）对放射治疗中计划设计和记录程序中涉及肿瘤和正常组织的相关区域进行了定义。
这些区域的定义对治疗计划的制定意义重大。
如果没有肿瘤靶区和正常组织区域的准确界定，吸收剂量将无法进行规范的制定、记录。
目前ICRU 83号（2010年）报告中定义的肿瘤放疗的相关区域主要包含，如图2-1所示：①大体肿瘤区（Gross tumor volume，GTV）②临床靶区（Clinical target volume，CTV）③计划靶区（Planning target volume，PTV）④危及器官（Organ at risk，OAR）⑤计划危及器官（Planning organ-at-risk volume，PRV）⑥内靶区（Internal target volume，ITV）⑦治疗区（Treated volume，TV）⑧剩余危及区域（Remaining volume at risk，RVR）图2-1肿瘤放射治疗各相关区域定义示意图GTV、CTV和OAR概念分别代表着已知肿瘤区域、怀疑有肿瘤浸润的区域和可能接受照射而影响治疗处方剂量制定的正常组织。
- 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)。
中国医疗设备 2018年第33卷 10期 VOL.33 No.10
132
医院数字化管理DIGITALIZED HOSPITAL MANAGEMENT
引言在放疗定位CT图像上勾画肿瘤靶区与周围正常器官是放射治疗流程中至关重要的上流环节。目前，临床上靶区的勾画大多在国内外厂家开发的商业治疗计划系统（Monaco®、PinnacleTM等）上完成，其功能比较丰富，基本可以满足临床需求，但是用户个性化的功能却难以定制。特别是当前人工智能在医学包括放疗领域内逐渐铺开应用背景下[1-5]，医学影像中的灰度、纹理、区域统计等信息是大数据和深度学习技术应用的关键基础[6-13]，而目前临床上广泛使用的多数商业系统缺乏相应的数据接口，相应的研究工作也难以开展。本研究旨在自主开发一套放疗靶区勾画系统，配备基本的临床功能，也同时开发出供学者研究的数据接口。1 材料与方法1.1 系统简介本靶区勾画系统——Scarts系统2.0版采用窗口式交互界面，使用菜单或按键的方式实现各功能。系统采用Visual C++作为系统开发、设计平台[14]，具有开放的系统结构和巨大的扩展能力，全面支持医疗行业国际标准DICOM。Scarts可安装运行于Windows 2000/XP/7/10系统上，安装包使用Inno Setup[15-16]开源软件制作，安装过程为交互性的操作方式。
1.2 DICOM标准DICOM[17]（Digital Imaging and Communications
in Medicine）是医学图像存储和传输的国际通用标准。DICOM文件包含文件头和数据集合，文件头包含标识数据集合的相关信息，数据集合包含医学图像及患者、序列等相关信息。本系统根据DICOM文件标准设计读取及存储程序，方便与外界系统的直接对接。1.3 图像配准系统为多时序CT及MRI影像提供影像配准的功能。用户可采用点配准或者灰度配准方式：（1）点配准：分别在图像A和图像B上定义对应的三组解剖结构点或者标志点，由系统按公式(1)计算出配准相似度R。R=∑(pA＇-pB)
2
/3(1)
其中pB和pA＇是分别来自图像B和配准后的图像A上的对应点的坐标。然后对R进行优化后确定最优配准参数，进行图像转换，完成配准。
放疗靶区勾画系统的设计与开发谭燕，王培，郎锦义，黎杰，王先良，唐斌四川省肿瘤医院 放疗科，四川 成都 610041
[摘 要] 目的 本文旨在自主研发一套可以完成临床靶区勾画功能的系统，满足放疗临床的基本需求。方法 本系统以Visual C++作为开发平台，全面支持DICOM标准文件的操作。结果 系统能够完成多时序CT间或CT与MRI图像之间的配准、临床靶区与危及器官的勾画等基本功能。结论 该系统操作简单，运行稳定，作为自主开发的系统，提供开展图像数据相关研究工作的接口，未来可添加更多的临床实用功能。[关键词] 靶区勾画系统；DICOM；影像配准；自动勾画
Design and Development of Target Delineation System for RadiotherapyTAN Yan, WANG Pei, LANG Jinyi, LI Jie, WANG Xianliang, TANG BinDepartment of Radiotherapy, Sichuan Cancer Hospital, Chengdu Sichuan 610041, China
Abstract: Objective To meet the basic needs of clinical radiotherapy, a target delineation system for radiotherapy was designed independently. Methods Visual C++ was used as the system development platform and the operation of DICOM standard files was fully supported. Results Such basic functions as image registration between different multiple time series CT or between CT and MRI and delineation of clinical target volume and organs at risk could be achieved by the system. Conclusion This system is simple in operation and stable in running. As an independently developed system, it provides an interface for the research work related to image data, and more clinical practical functions can be added in the future.Key words: target delineation system for radiotherapy; DICOM; image registration; auto-segmentation[中图分类号] TP391.7；R730.55 [文献标识码] Cdoi：10.3969/j.issn.1674-1633.2018.10.034 [文章编号] 1674-1633(2018)10-0132-02
收稿日期：2018-07-16 修回日期：2018-08-06基金项目：国家重点研发计划数字诊疗装备研发重点专项（2017YFC0113100）。通讯作者：唐斌，副研究员，主要研究方向为放疗剂量计算、软件开发。通讯作者邮箱：jackytang86@163.com中国医疗设备 2018年第33卷 10期 VOL.33 No.10
133
医院数字化管理DIGITALIZED HOSPITAL MANAGEMENT
（2）灰度配准：灰度配准是基于两幅图像的数值灰度信息进行直接配准的一种方式，本系统可以按公式(2)计算出图像B及配准后的图像A＇的平均灰度方差R。R=∑(IA＇-IB)2/N(2)
其中IB和IA＇分别为图像B和配准后的图像A上对应像
素点的灰度值，N为像素点的数量，然后对R进行优化后确定最优配准参数，进行图像转换，完成配准。（3）优化过程：在多次的循环迭代中不断更改配准参数，配准参数的更改方向在迭代中应用梯度法来确定，在每一次迭代结束后计算配准相似度指标R，迭代过程持续到R达到收敛状态，此时认为最优的配准方式已经达成，应用此时对应的配准参数完成图像配准。1.4 自动勾画目前本系统提供的自动勾画算法为阈值勾画法。首先选定需要勾画的图像灰度值范围，然后在单幅或多幅图像中寻找出符合选定灰度范围的像素点，完成勾画。在不同的图像窗宽窗位条件下，阈值勾画法可以自动勾画出肺、骨骼、脊髓、脑室组织等密度与邻近组织器官差异较大的正常器官。
2 结果系统运行主界面，见图1。系统各功能可通过菜单选择，并以工具栏按钮的方式来实现，符合Windows经典交互的使用习惯。
Scarts勾画系统可实现图像预处理、图像配准、靶区勾画、靶区信息统计、DICOM文件信息维护五个主要功能，见图2。用户可以加载临床最为常用的CT和（或）MRI图像，并支持图像窗宽窗位的调节，对于CT多时序图像或者CT/MRI图像提供手动配准、点配准和面配准的配准方法[18]，
为临床靶区勾画做好准备。用户进行靶区勾画时，可以选择“圆圈刷”或“自由笔”的手动勾画方式，或者采用自动阈值法对于肺、脑室等正常器官进行快速勾画。对于已勾画的靶区，可以统计勾画的层数和体积等。各患者的靶区及影像DICOM文件按照独立文件夹的方式进行存放和管理，用户可直接在特定患者文件夹内通过复制、粘贴DICOM文件的操作来导入或导出靶区及影像数据，操作直观、快捷。存入文件夹的患者信息可以在病人列表中显示查看及筛选（图3）。一些个性化的输出需
求比如靶区勾画的范围、CT影像的灰度值信息也可以通过系统的输出功能进行导出。
本系统经5名放疗医师使用20例放疗患者进行勾画测试。勾画过程顺畅，软件运行稳定，临床靶区及正常组织的勾画均能顺利完成。勾画结果能正确导入其他临床商用系统，兼容性较好，方便进行下一步的计划制作。
3 讨论本系统实现了靶区及危及器官的手动勾画功能，肺、脊髓、皮肤等器官可使用自动勾画功能完成快速勾画，提高了临床工作效率。系统为多时序CT影像间提供灰度配准方式，对于CT及MRI影像用户也可选用点配准方式进行影像配准，方便在勾画时做出更好的判断。总体而言，勾画系统可以满足临床的基本勾画需求，具有完成临床患者靶区勾画的能力。在与国内其他自主研发的勾画系统（例如上海大图云）相比，本勾画系统功能还相对简单，在今后的版本中，将视需求逐渐加入更多的临床实用功能，如靶区波尔运算、勾画的三维显示、计划剂量的查看与叠加、与PACS系统对接等。在全面信息化的时代，数据的宝贵性和重要性不言而喻。医学大数据的应用是当今世界的重要研究方向，也是我国时下重点鼓励与支持的热点技术。目前临床商用靶区勾画系统虽功能比较完善，但数据的输出和统计缺乏友好的接口，不利于自主研究的开展。本系统完全由笔者自主开发，初衷为研发出一套可同时满足临床与研究的双重需求的有力工具，实现相关医学影像数据的操作与输出，为大数据及人工智能方面的研究提供基础和保障。
图1 系统主界面
图2 系统功能架构图3 病人数据列表
下转第147页