基于4D-CT和4D-CBCT扫描研究呼吸运动对模体成像体积的影响

摘要

目的:应用运动模体研究呼吸运动对四维CT(four-dimensional computed tomography,4D-CT)和四维锥形束CT(four-dimensional cone beam compated tomography,4D-CBCT)成像结果的影响.方法:利用QUASAR运动模体模拟16种呼吸模式,其中振幅设定为5 mm、10 mm、20 mm和30 mm四种;频率设定为10次/min、12次/min、15次/min和20次/min四档.运用4D-CT和4D-CBCT对16种呼吸模式下的QUASAR模体进行扫描.将获取的图像通过DI-COM网络传输至MIM工作站,分别在各时相CT图像中勾画出QUASAR模体中包含的特定模块(直径分别为1 cm、2 cm的球体以及边长为3 cm的正方体,密度为1.41 g/cm3),统计并比较各时相CT图像中不同模块的体积.结果:16种呼吸模式下,4D-CT扫描得到的图像结果显示,QUASAR模体中直径为1 cm、2 cm的球体以及边长为3 cm的正方体体积变化率平均值分别为62.42％±47.64％、35.95％±32.02％和32.71％±20.31％,而4D-CBCT扫描得到的结果分别为48.59％±26.76％、8.80％±11.43％和18.19％±9.05％;4D-CT扫描结果显示16种扫描模式下40％～70％时相三个插件体积变化相对其他时相平稳,且体积变化率平均值分别下降至37.02％±14.12％、17.29％±7.58％和23.43％±11.11％.与4D-CT相比,4D-CBCT得到的扫描结果各时相体积变化相对稳定.结论:呼吸运动会影响4D-CT和4D-CBCT成像的结果,针对运动模体,4D-CT和4D-CBCT扫描的图像结果体积均偏大,4D-CT中40％～70％的呼吸时相体积与真实体积更接近,建议在肿瘤体积勾画与呼吸门控治疗时使用40％～70％时相.