单周扫描下锥束CT功能成像方法的研究

基于生物学图像引导的放疗技术较基于传统形态学图像引导(IGRT)的放疗技术对于癌症治疗有巨大的应用价值。一方面，KV级锥束CT(CBCT)可集成在加速器上实现IGRT；另一方面，功能CT(fCT)成像技术对于定量评估肿瘤微环境变换的有效性虽已得到证实，但基于高速扫描的fCT技术难于集成在放疗设备上。本研究拟建立仿真系统，利用动态增强CT扫描获得的时序列图像数据集建立CBCT投影数据集；尝试建立动态增强CBCT重建模型，利用参数拟合等技术建立类似于fCT的灌注生理参数组；并通过模型实验考察评价所获得的灌注生理参数具有同fCT同等的准确性和精确性，为确立功能CBCT(fCBCT)这一新方法提供理论上的科学依据，为实现在线/在治疗位的生物学图像引导的放疗提供一个新的基础技术和研究方向。

基于生物学图像引导的放疗技术较基于传统形态学图像引导(IGRT)的放疗技术对于癌症治疗有巨大的应用价值。功能CT(fCT)成像技术（CT灌注功能成像）是临床医疗中一个重要的、成熟的生物学图像成像方法。但fCT技术是基于高速扫描（1分钟扫描60-120周）的CT技术，难于集成在放疗设备上。当前，KV 级的锥束CT(CBCT)可集成在加速器上实现IGRT，但KV级CBCT实现的是形态学IGRT。由于CBCT扫描的低速（通常2分钟扫描一周（360°），难于使用传统的fCT技术实现灌注成像。针对如何使用现有CBCT设备在放疗现场实现灌注功能成像，从而实现生物学图像引导的放疗，国外有一些研究。我们针对这一问题，建立了一套CBCT灌注成像的仿真系统，利用动态增强CT扫描获得的时序列图像数据集建立CBCT 投影数据集；探索建立了动态增强CBCT 重建模型，利用参数拟合等技术建立类似于fCT 的灌注生理参数组；并通过模型实验考察评价所获得的灌注生理参数具有同fCT 同等的准确性和精确性，为确立功能CBCT(fCBCT)这一新方法提供理论上的科学依据，为实现在线/在治疗位的生物学图像引导的放疗提供一个新的基础技术。