诊断CT用于放疗模拟时的系统性旋转误差校正：一项基于图像后处理的临床验证研究

摘要

目的 探讨使用诊断CT进行肿瘤患者放疗模拟定位时发现的系统性图像旋转误差及其对三维平移摆位精度的影响，并验证一种图像后处理校正方法的有效性。方法 在空军军医大学唐都医院放射治疗科专用CT模拟定位机故障期间，20例肿瘤患者的放疗定位转至放射科诊断CT完成。发现所有CT图像均存在(1.0±0.2)°的系统性顺时针滚动角误差。为校正此误差，采用ImageJ软件对原始DICOM图像(未处理组)执行逆向变换，生成几何校正后的新DICOM序列(后处理组)。利用每位患者首次治疗时获取的锥形束CT(CBCT)图像，进行回顾性配准分析：将同一CBCT分别与未处理组和后处理组的计划CT进行刚性配准，记录两组在左右(X)、头脚(Y)和腹背(Z)3个方向上的三维平移摆位误差。采用配对样本t检验对两组间的误差差异进行统计学评估。结果 摆位误差分析显示，未处理组Z轴和X轴方向的平均误差分别为(0.38±0.10)cm和(0.38±0.08)cm。后处理组Z轴方向的平均误差显著减小至(0.19±0.08)cm,X轴方向的平均误差减小至(0.27±0.06)cm,两个方向的误差缩减均具有统计学意义(P<0.001)。Y轴方向的误差在校正前后无统计学差异(P=0.89),符合旋转误差的物理模型。结论 在非常规条件下借用诊断CT进行放疗模拟定位时，设备固有的几何偏差可引入系统性图像旋转误差，并直接转化为临床三维摆位误差，从而影响治疗的精确性。应用针对性的图像后处理技术，能够精准、有效地补偿此类系统误差，显著提升关键方向的摆位精度。该方法是一种在特殊情况下保障放射治疗质量与安全的关键性、低成本质量保证措施。

关键词

肿瘤 / 放射治疗 / 诊断CT / 系统误差 / 图像后处理 / 摆位误差 / 锥形束CT / 逆向变换