目的:运用锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)联合ExacTrac X射线(ExacTrac X-Ray,ETX)图像引导系统对高级别脑胶质瘤放疗患者进行首次与剩余分次放疗的位置验证,探讨最优的图像引导验证模式.方法:回顾性分析2018年1月至2020年6月在某院接受脑胶质瘤调强放疗的20例患者的资料,首次治疗患者使用CBCT图像引导系统确定治疗中心在体表的对应位置,并进行复位与标记,之后在线将CBCT图像与定位CT图像进行自动配准,运用ETX图像引导系统来验证残余摆位误差;剩余分次治疗使用ETX图像引导系统对摆位误差进行位置验证.计算患者在六维方向[Lat方向(左右)、Lng方向(头脚)、Vrt方向(前后)、Pitch方向(绕左右旋转)、Roll方向(绕头脚旋转)、Yaw方向(绕前后旋转)]上的摆位误差及其区间分布.采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析.结果:首次治疗患者的摆位误差只需1次校正的占比为75.00％,剩余分次治疗患者的摆位误差只需1次校正的占比为78.62％.首次治疗经CBCT联合ETX图像引导复位均能满足治疗要求;剩余分次治疗中,在六维方向上校正前后的摆位误差值比较,差异有统计学意义(P＜0.05).摆位误差区间分布显示,患者在首次治疗和剩余分次治疗中六维方向上的误差值均在0～1 mm和0°～1°.结论:高级别脑胶质瘤患者术后采用CBCT联合ETX图像引导系统进行首次及剩余分次治疗,能快速、准确地确认治疗中心并复位,减小摆位误差,可提高治疗的准确性与重复性.

目的 了解南通市三家医院2022年度多排螺旋CT(multi-slice CT,MSCT)质量控制检测现状,分析存在的问题并提出解决方法.方法 按照相关标准对抽取的南通市三家医院2022年医用MSCT设备进行检测和评价,共涉及78台MSCT设备.检测条件为管电压120 kV,管电流140 mA,扫描时间1 s,10 mm或8 mm层厚,剂量值<50 mGy,检测项目包括外观检测、功能检测、图像质量检测.统计分析MSCT分布情况,以及诊断床定位精度、层厚偏差、均匀性、噪声、空间分辨率、低对比分辨力、高对比分辨力、CT剂量指数、水的CT值的合格率.结果 此次研究纳入78台MSCT,有60台(76.92％)全部检测指标均合格,其他MSCT均有一项或几项指标不合格.不同厂家之间合格率差异无统计学意义(P>0.05),而出厂时间、医院级别、二手MSCT与合格率相关,其中≥10年、二级医院以及二手MSCT的合格率较低(P<0.05).MSCT外观检测(电缆、电源接口、各部件结构等)、功能检测(墙上紧急关机按钮、隔室对话设备、诊断床的移动功能等)结果显示各项指标合格率均高于85％.MSCT质量控制检测结果显示,均匀性、噪声、CT剂量指数合格率偏低,分别为79.49％、78.21％、78.21％,诊断床定位精度、层厚偏差等质量控制检测合格率均高于85％.结论 医疗机构需要对医用MSCT进行质量控制检测,做好维护、保养、质量监督工作,有助于设备的稳定运行.

目的 探索基于深度学习实现丘脑底核脑深部电刺激术(subthalamic nucleus deep brain stimulation,STN-DBS)自动化核团标注、手术靶点定位及电极植入路径规划.方法 来自北部战区总医院神经外科行双侧STN-DBS手术的155例患者的影像资料.首先,采用3D UX Net卷积神经网络基于MRI图像提取深度学习特征并完成丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)及红核(red nuclei,RN)的分割;然后通过算法实现丘脑底核的自动化靶点定位;最后在规定的皮层入路点范围区域内生成不多于4根的电极植入路径.通过人工审查验证靶点及电极植入路径的临床可行性.结果 通过3D UX Net卷积神经网络算法进行核团分割,红核分割性能的Dice值为0.90.STN分割性能的Dice值为0.84.自动化生成STN靶点经人工审查验证可行的坐标与人工手术规划STN靶点坐标的欧几里得距离为(1.2±0.4)mm.25例测试集中自动化STN靶点定位及电极植入路径通过人工审查可行有20例(20/25),自动化靶点定位及电极路径与人工规划靶点及路径差异无统计学意义(P=0.059).结论 3D UX Net卷积神经网络可以较精确地分割STN及红核,通过自动化靶点定位及路径规划的STN-DBS手术计划临床可行且耗时短,可以为临床医生手术前规划提供参考.

荧光引导下手术(Fluorescence-guided surgery,FGS)是应用荧光造影剂可视化目标组织,并提供实时动态的图像,其时间分辨率、空间分辨率和应用方式等优于核磁共振成像、电子计算机断层扫描和超声,主要在肿瘤切除术中应用.重建外科手术常涉及血管、淋巴和神经的定位及辨别.本文将从上述三个方面概述FGS在皮瓣外科、淋巴重建和神经重建等手术中的应用现状,以及相关荧光造影剂及成像系统的开发进展.

目的 青少年特发性脊柱侧弯(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)是危害青少年健康的常见疾病之一.临床上,X线图像Cobb角测量法是评估患者脊柱侧凸严重程度的"金标准".由于X线图像中肋骨和骨盆阴影重叠以及椎骨形态差异等因素影响,人工测量在寻找关键点时步骤复杂且耗时长,快速且准确的Cobb角自动测量方法具有重要临床应用价值.现有深度学习方法中基于分割的方法易受图像质量影响;基于关键点检测方法过于关注局部特征提取导致定位不准确等问题.为此,本文提出了一种以椎骨为中心的标志点检测方法,来实现脊柱侧弯Cobb角自动估计算法.方法 构建一种基于融合多尺度和注意力机制M型椎骨检测网络(multi-scale attention M-shaped network,MSAM-Net).首先,使用多尺度金字塔拆分注意力(multi-scale pyramids squeeze attention,MPSA)模块和注意力特征融合(attentional feature fusion,AFF)模块提取椎骨特征和上下文信息,然后,根据椎体中心和角偏移量定位4个角标志点,以在脊柱侧弯评估任务中提高椎骨标志点检测的性能,进而实现近胸段、主胸段和胸腰段曲线的Cobb角估计.结果 为了评估Cobb角估计与真实侧弯角度之间的偏差程度,本研究算法基于AASCE MICCAI 2019挑战赛数据集,使用4种指标对Cobb角精度进行评估,分别是对称平均绝对百分比误差(symmetric mean absolute percentage error,SMAPE)、欧氏距离(Euclidean distance,ED)、曼哈顿距离(Manhattan distance,MD)和切比雪夫距离(Chebyshev distance,CD).测试得到SMAPE为9.39％,ED为4.18;MD为5.92;CD为5.34.与基于分割和检测的5种深度学习方法进行对比,实现更好的Cobb角测量结果.结论 本研究可以准确识别和定位X线图像中椎骨,帮助医生测量AIS患者的Cobb角,为临床AIS诊断、手术计划和脊柱健康分析提供决策支持.

目的 探讨宫颈癌腔内近距离放射治疗中宫腔管不同重建点对源驻留位置及计划剂量学的影响.方法 回顾性分析2020年5月至2022年10月在柳州市工人医院完成根治性放射治疗的43例宫颈癌患者的资料.患者年龄32～79岁,病理类型为鳞癌40例,腺癌3例,均接受外照射(50.4 Gy分28次)和CT引导下的腔内(45°宫腔管)近距离治疗(36 Gy分6次).近距离治疗采用Fletcher施源器,其宫腔管弯曲角度有15°、30°和45°.为每位患者模拟制订2套近距离治疗计划.一套计划提取患者近距离治疗CT模拟定位图像及原始计划,将45°宫腔管弯曲部分重建点调整为逐层重建,根据处方优化计划至符合临床要求,称为逐层组.另一套计划以逐层组为模板,仅调整45°宫腔管弯曲部分重建点至1、3、5、7个,不修改驻留权重及其他参数,分别称为平均1、3、5、7组.对15°、30°和45°宫腔管分别进行不同重建点个数时的偏差分析,比较45°、30°与15°宫腔管在不同重建点时的重建偏差.采用配对样本t检验或Wilcoxon符号秩检验比较45°宫腔管的两组计划的高危临床靶区(HR-CTV)D30％、D90％、D100％、V100％、V150％、V200％和适形指数(CI),及膀胱、直肠和小肠的D2cm3、D1cm3、D0.1cm3的差异.结果 45°宫腔管平均组重建偏差主要来源于宫腔管垂直方向.45°(1、3、5、7个重建点)、30°(1、3、5个重建点)与15°(1、2个重建点)宫腔管的平均重建偏差分别为1.30、0.32、0.14、0.08 mm,0.57、0.14、0.06 mm,0.14、0.06 mm.逐层组的HR-CTV参数与平均5组、平均7组的差异均无统计学意义(均为P＞0.005),平均5组与平均7组间的剂量学参数差异也无统计学意义(均为P＞0.005).膀胱和直肠的剂量学参数在逐层组与平均组之间或在各平均组之间差异均无统计学意义(均为P＞0.005).逐层组的小肠剂量学参数较平均1组增加,差异有统计学意义(P值分别为0.002,＜0.001,＜0.001),逐层组的小肠剂量学参数分别与平均5组和平均7组比较差异均无统计学意义(均为P＞0.005),平均5组的小肠剂量学参数与平均7组比较差异无统计学意义(均为P＞0.005).平均组小肠D0.1 cm3、D1 cm3和D2cm3的剂量偏差在1个重建点时分别为2.41％±1.70％、1.95％±1.27％和1.71％±1.10％.结论 宫颈癌腔内近距离放射治疗中,建议15°、30°与45°Fletcher宫腔管弯曲部分重建点应分别不少于1、3和5个.

目的 胸部X线是临床实践中常见的胸部疾病筛查和诊断方式.由于放射科医生长时间阅片容易视觉疲劳以及医疗资源分配不均衡的问题,导致误诊和漏诊的情况时有发生.针对这一问题,本研究运用深度学习技术,提出了一个基于ConvNeXt模型的胸部X线图像的疾病检测方法,旨在提高胸部疾病诊断准确度、减轻误诊风险并提高医生工作效率.方法 利用大规模公开胸部X线图像数据集ChestX-ray14训练ConvNeXt模型,该模型在ResNet模型的基础上,融合了视觉Transformer结构的优势,可以有效提高模型的特征提取和识别能力,同时以AUC(ROC曲线下方的面积)作为模型性能的评价指标,与已有的分类模型CheXNet、ResNet及Swin Transformer进行了对比.此外,通过引入Grad-CAM可视化方法,利用卷积神经网络特征图的梯度信息生成胸部X线图像的类激活热力图,实现对病灶区域的定位,从而提高医生的诊断效率.结果 基于ConvNeXt模型的诊断方法在识别14种胸部疾病时平均AUC值可达0.842,特别在识别积液(AUC值为0.883)、水肿(AUC值为0.902)和疝气(AUC值为0.942)等疾病时表现较为令人满意.结论 本文提出的方法在胸部X线图像的疾病检测中具有较好的性能,是一种对胸部X线图像进行胸部疾病诊断进而协助医生提高工作效率的有益尝试.

目的 拟探讨99Tc m-MIBI(甲氧基异丁基异腈)SPECT/CT(单光子发射计算机断层成像/计算机断层扫描)对甲状旁腺功能亢进症的诊断效能及其相关因素,以及MIBI断层融合显像的增益价值.方法 入组标准:①回顾性分析2017年5月至2023年6月间临床怀疑甲状旁腺功能亢进症的患者;②在本院行甲状旁腺切除术;③在术前2周内行99Tcm-MIBI SPECT/CT甲状旁腺显像.由2位核医学科高年资主治医师共同阅片,观察MIBI平面及断层图像,分析记录病变特点及同机CT显示的骨质改变.结果 符合筛选条件并最终入组的患者共100例,共切除165个病灶,包括甲旁亢病灶112枚.MIBI平面显像与断层融合显像诊断甲旁亢病灶的灵敏度、特异性、约登指数、阳性预测值和阴性预测值分别为66.07％、87.03％、53.10％、91.36％和55.29％和85.71％、87.03％、72.74％、93.20％和74.60％.MIBI平面显像阳性组患者的血清PTH(甲状旁腺激素)水平、血清ALP(碱性磷酸酶)水平明显高于阴性组.MIBI断层融合显像显示出96个真阳性病灶中,其中76个病灶在CT表现为密度均匀的类圆形或椭圆形结节,17个病灶伴囊性改变,3个病灶伴钙化.另外,MIBI断层融合显像发现了8枚异位甲状旁腺腺瘤.MIBI平面显像阳性组的甲旁亢病灶的长径、PPD(垂直直径的乘积)均大于显像阴性组;MIBI平面显像阳性组较阴性组更易出现颅骨皮质变薄及颅骨增厚.相关性分析结果显示血清ALP水平与颅骨CT值、颅骨皮质变薄、颅骨增厚及有无骨质吸收灶之间均存在相关性.结论 MIBI显像对甲旁亢的诊断具有重要作用,SPECT/CT断层融合显像提高了传统平面显像的诊断准确率,同时有助于对甲旁亢病灶提供准确定位.同机CT显示的骨骼特点为甲旁亢的临床诊疗提供了更多的信息.

目的:建立一种三维定量测量方法用于评估颞下颌关节髁突骨改建。方法:将2014年11月至2019年8月就诊于北京大学口腔医学院·口腔医院颞下颌关节病及口颌面疼痛诊治中心且诊断为颞下颌关节急性不可复性关节盘前移位或关节盘绞锁、采用手法复位关节盘结合前伸再定位 垫治疗的41例患者（共82侧髁突）资料纳入研究，其中男性10例，女性31例，年龄为12~30（19.7±4.4）岁。获取治疗前后6~12个月的锥形束CT图像。根据髁突轴位、矢状位及冠状位影像中“双线征”数目定性评价髁突骨改建，将82侧髁突分为无改建组（0个“双线征”）、部分改建组（1~4个“双线征”）和显著改建组（5~6个“双线征”）3组。应用锥形束CT数据进行髁突骨改建的三维定量测量。采用基于人工预标注结合分水岭算法的半自动分割方法分别对治疗前后的锥形束CT影像进行分割，重建颞下颌关节髁突的表面模型，应用基于距离图的初始配准和基于灰度信息的二次配准，将治疗前后的髁突图像配准重叠后髁突和髁头的体积差定量反映髁突骨改建程度。 结果:二维定性评价的 Kappa值为0.66~0.87。三维定量测量髁突及髁头体积的同一研究者组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）值分别为0.998和0.941，不同研究者组间ICC值分别为0.999和0.942。治疗后髁突和髁头的体积较治疗前增加量分别为（41.7±90.2） mm3和（62.8±70.9） mm3。82侧髁突中无改建组21侧、部分改建组20侧，显著改建组41侧。显著改建组治疗后较治疗前髁突和髁头体积增加量均为最大，部分改建组次之，无改建组最小（ P<0.05）。 结论:三维定量测量评价髁突骨改建程度的方法一致性和可靠性良好，定量变化值可以反映不同程度的髁突骨改建，其中将髁头作为感兴趣区计算的体积变化量更敏感。

2019年1月至2020年12月，我中心使用术中虚拟影像融合技术辅助指导完成15例各类介入瓣膜手术，包括心脏主动脉瓣手术6例、二尖瓣3例、三尖瓣4例、肺动脉瓣2例，介入瓣膜手术入路涵盖股动脉途径、心尖途径、股静脉途径和右心房等常见入路途径。术前常规使用门控全心动周期心脏三维CT扫描获取心脏三维的解剖信息，使用Valve-ASSIST软件包对CT血管造影图像进行分析，术中将三维CT数据正确地投射到二维荧光成像上。对重建后的三维图像使用专用工作站的图像融合软件进行2D实时透视图像与3D进行叠加，并进行实时校对，完成2D-3D影像实时融合。然后在虚拟影像融合技术的辅助下完成手术。术中全部成功完成术前三维CT扫描影像和术中透视二维影像融合重建，虚拟影像随着术中透视角度和手术介入导管床的移动而自动移动，实时指导介入瓣膜手术的进行，置入成功率100%。术中无介入瓣膜移位，无严重并发症，术后患者恢复良好，全部顺利出院。虚拟影像融合技术可以方便术中心脏解剖定位，缩短手术时间，进一步提高介入瓣膜手术安全性。