通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，此方法利用头颈恶性肿瘤患者放疗前、放疗期间每周临床常规使用的影像引导放疗技术CBCT，测量接受放疗的头颈肿瘤患者的骨骼肌指数，与现有的骨骼肌评估工具相比具有准确、辐射小的优点，并节省患者的检测成本；此方法可以动态评估头颈肿瘤患者放疗期间骨骼肌变化，计算骨骼肌丢失百分比，为临床及时进行营养干预提供依据，本发明专利技术属于生物力学测量技术领域。学测量技术领域。学测量技术领域。

【技术实现步骤摘要】
通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法


[0001]本专利技术属于生物力学测量
，更具体而言，涉及通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法。

技术介绍

[0002]头颈恶性肿瘤是全球第七大常见肿瘤，然而40％至50％的头颈恶性肿瘤患者就诊时已是局部晚期，丧失手术机会。对于不可手术的局部晚期头颈恶性肿瘤，放疗联合化疗是目前的标准治疗手段。
[0003]由于放射线对粘膜的损伤引起的放射性粘膜炎和放射性食管炎导致患者在放疗期间进食减少、体重丢失，进而出现营养不良。44％至88％的头颈肿瘤患者放疗期间出现营养不良或营养不良加重。营养不良与严重放疗不良的反应增加、感染、治疗中断、机体功能下降、生活质量下降、生存率降低等一系列临床不良事件相关。
[0004]因此，监测头颈肿瘤患者放疗期间的营养状态，及早发现营养不良及时干预，改善患者营养不良的状态极其重要。
[0005]骨骼肌是体内最大的蛋白质库，骨骼肌减少是营养不良的重要诊断标准之一，及时评估骨骼肌，对发生骨骼肌丢失的头颈肿瘤患者早期干预，是现代临床营养学重要的理念。现有的骨骼肌测量方法包括人体测量、双能X线吸收法、生物电阻抗分析、超声检查法，由于精度差、可及性低、费用昂贵等原因均难以在临床开展，因此目前临床缺乏可准确动态评估头颈肿瘤患者骨骼肌变化的方法。
[0006]CT利用身体组织器官不同组分对X线衰减存在显著性差异的原理得到骨骼肌、脂肪、骨骼、内脏等人体各个成分的信息。通过计算第3腰椎指数评估机体骨骼肌含量，与尸体解剖得到的骨骼肌面积高度相关，是肿瘤患者骨骼肌评估的重要方法。对于头颈肿瘤患者，第3颈椎骨骼肌面积与第3腰椎骨骼肌面积高度相关，可以扫描颈部CT，计算第3颈椎骨骼肌面积评估骨骼肌指数，减少CT扫描范围。即便如此，每次CT扫描的辐射为10mSv，通过CT评估骨骼肌额外增加患者受到的辐射剂量，且费用昂贵、经济效益比低。
[0007]因此虽然CT是测量骨骼肌含量的准确方法，但其临床运用受到极大的限制，不能动态监测患者放疗期间骨骼肌变化。为放疗患者找到一种价格低廉的检查替代CT，既可以测量骨骼肌含量并动态监测其变化，又不额外增加辐射剂量是临床亟需解决的问题。
[0008]CBCT是近年来发展的一种影像引导放疗技术，利用二维平板探测器采集物体锥束射线投影数据的容积体层摄影并进行三维重建，对患者放疗体位、肿瘤位置进行监测及校准，应用于放疗患者。CBCT获取数据的投照原理和传统扇形扫描CT是不同的，常规诊断CT的投影数据是一维，重建后的图像数据是二维的，重组的三维图像是连续多个二维切片堆积而成的；而CBCT是X线发生器以较低的射线量围绕投照体做环形数字式照射，其投影数据是二维的，重建后直接得到三维图像。因此，CBCT采用锥形束X线扫描可以显著提高X线的利用率，加速数据的采集速度。与CT相比，CBCT的辐射剂量小，且为临床常规使用的影像引导放疗技术。因此，利用CBCT评估放疗患者骨骼肌变化，不仅能准确测量骨骼肌含量，同时放疗
期间每周常规CBCT检查可以动态监测患者骨骼肌变化，而不额外增加患者的辐射剂量和费用。
[0009]然而由于锥形束的特点，CBCT投照重组图像中低密度分辨率低于传统CT，对软组织的成像没有传统CT清晰。如何建立CBCT测量骨骼肌的方法及相关参数确定是CBCT运用于临床营养状态评估的关键技术问题。国内外尚未有研究探索运用CBCT评估、监测放疗患者营养状态的研究。国内外尚未有研究探索运用CBCT评估、监测放疗患者营养状态的研究。

技术实现思路

[0010]本专利技术的主要目的在于提供通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，以通过更低的成本进行头颈肿瘤患者放疗期间骨骼肌丢失的监测。
[0011]根据本专利技术的第一方面实施例，提供了一种通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，包括以下步骤：
[0012]1)、头颈肿瘤患者在放疗期间采集CBCT图像；
[0013]2)、选择高分辨率重建方式重建图像，并从直线加速器传输CBCT图像至计划系统；
[0014]3)、标注第3颈椎横截面骨骼肌，从尾侧向头侧方向逐层移动，首次同时出现第3颈椎横突、椎弓和棘突的层面标注第3颈椎横截面，取软组织窗
‑
300～+1800HU，手动标记第3颈椎横截面骨骼肌，包括双侧胸锁乳突肌以及椎旁肌肉；
[0015]4)、自动计算第3颈椎横截面的骨骼肌面积；
[0016]5)、建立CBCT与CT骨骼肌面积关联模型，包括构建CBCT与CT配对的第3颈椎骨骼肌数据库；
[0017]6)、计算出骨骼肌指数SMI；
[0018]7)、动态跟踪患者放疗期间骨骼肌指数的变化，结合患者的体重及营养量表监测患者的营养状态。
[0019]根据本专利技术第一方面实施例所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，所述步骤1)中，直线加速器影像系统的操作界面选择CBCT模式，单击mode up，选择3D/3Dmatch模式，获取扫描。
[0020]根据本专利技术第一方面实施例所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，所述步骤4)中，CBCT图像中每个像素对应实际长度，骨骼肌面积等于CBCT图像中骨骼肌区域的长度*宽度*像素总和。
[0021]根据本专利技术第一方面实施例所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，所述步骤5)包括如下流程：
[0022]收集100例接受放疗的头颈肿瘤患者放疗同一时间的CT与CBCT第3颈椎配对图像；
[0023]由多名肿瘤放疗医师分别独立勾画CBCT、CT图像的第3颈椎横截面骨骼肌；
[0024]分别计算CBCT与CT第3颈椎横截面的骨骼肌面积；
[0025]CBCT与CT配对图像的骨骼肌面积建立关联模型。
[0026]根据本专利技术第一方面实施例所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，所述步骤5)中关联模型得出CBCT与CT配对图像的骨骼肌面积之间关联关系的公式为：SMA
CT
‑
C3
＝0.2(
‑
0.46；0.86)+0.93(0.92；0.94)SMA
CBCT
‑
C3
，其中SMA
CT
‑
C3
为CT图像的第3颈椎横截面骨骼肌面积，SMA
CBCT
‑
C3
为CBCT图像的第3颈椎横截面骨骼肌面积。
[0027]根据本专利技术第一方面实施例所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，所述步骤6)中，SMI＝SMA
CT
‑
L3
/H2，SMA
CT
‑
L3
为CT第3腰椎横截面骨骼肌面积，H为身高；CT图像第3腰椎与第3颈椎骨骼肌面积的关系为SMA
CT
‑
L3
＝24.078+2.78本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、头颈肿瘤患者在放疗期间采集CBCT图像；2)、选择高分辨率重建方式重建图像，并从直线加速器传输CBCT图像至计划系统；3)、标注第3颈椎横截面骨骼肌，从尾侧向头侧方向逐层移动，首次同时出现第3颈椎横突、椎弓和棘突的层面标注第3颈椎横截面，取软组织窗
‑
300～+1800HU，手动标记第3颈椎横截面骨骼肌，包括双侧胸锁乳突肌以及椎旁肌肉；4)、自动计算第3颈椎横截面的骨骼肌面积；5)、建立CBCT与CT骨骼肌面积关联模型，包括构建CBCT与CT配对的第3颈椎骨骼肌数据库；6)、计算出骨骼肌指数SMI；7)、动态跟踪患者放疗期间骨骼肌指数的变化，结合患者的体重及营养量表监测患者的营养状态。2.根据权利要求1所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，其特征在于：所述步骤1)中，直线加速器影像系统的操作界面选择CBCT模式，单击mode up，选择3D/3Dmatch模式，获取扫描。3.根据权利要求1所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，其特征在于：所述步骤4)中，CBCT图像中每个像素对应实际长度，骨骼肌面积等于CBCT图像中骨骼肌区域的长度*宽度*像素总和。4.根据权利要求1所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，其特征在于，所述步骤5)包括如下流程：收集100例接受放疗的头颈肿瘤患者放疗同一时间的CT与CBCT第3颈椎配对图像；由多名肿瘤放疗医师分别独立勾画CBCT、CT图像的第3颈椎横截面骨骼肌；分别计算CBCT与CT第3颈椎横截面的骨骼肌面积；CBCT与CT配对图像的骨骼肌面积建立关联模型。5.根据权利要求4所述的通过CBCT评估头颈肿瘤患者骨骼肌指数的方法，其特征在于：所述步骤5)中关联模型得出CBCT与CT配对图像的骨骼肌面积之间关联关系的公式为：SMA
CT
‑
C3
＝0.2(
‑
0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘燚，黄唯，谭佩欣，张红丹，
申请(专利权)人：广东省人民医院，
类型：发明
国别省市：