功能CT定量监测肿瘤微环境的应用研究

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经过近十年的研究,功能CT已经在颅脑、心脏、肝脏及肾脏等多种脏器中验证了其能有效地反映这些脏器在血供生理方面的信息,并且对中风、心肌梗死、肝脏移植、肾动脉狭窄等多种疾病的诊治有一定帮助。   在肿瘤学领域,功能CT定量监测肿瘤微血管的生长、发展及肿瘤微环境变化的科学数据还比较缺乏,这直接影响到了医学上对肿瘤产生、生长、变异和转移机制的研究,并且对于肿瘤的药物治疗过程也缺乏定量监测,影响了新药的临床实验和开发进程。对此,本文首先对DEC-CT图像进行感兴趣区选取,得到该兴趣区的时间密度曲线,然后带入应用去卷积算法建立的ATH动力学模型中,得到功能CT的灌注参数-血流量(BF)、血容量(BV)、毛细血管通透性(PS)和平均通过时间(MTT),最后使用这些灌注参数对肿瘤微环境进行抗血管药物治疗过程的定量监测。实验表明功能CT的灌注参数-BF、PS和MTT能够用来区分肿瘤区和正常组织、肿瘤边缘和肿瘤中心区,而BV则不能;同时使用抗血管药物治疗组的肿瘤区的BF、BV、MTT、PS值比未使用药物治疗的对比组在治疗后第二周有明显降低,证明了该药物早期治疗的有效性。因此功能CT能从血流动力学方面为肿瘤提供定量信息,定量监测肿瘤微环境对抗血管生成药物治疗的反应。   但是,为求灌注参数所使用的去卷积算法对噪声的敏感度较高,而当前在对DEC-CT图像进行数据采集时并没有先对图像进行去噪,去噪后再求得的灌注参数还能否反映肿瘤的生长和发展状况也还缺乏相应的数据研究。在此本文使用1×1、3×3和5×5中值滤波器对DEC-CT图像进行去噪,然后对去噪后的数据再进行去卷积计算,得到各自相应的灌注参数,最后选用BF和PS灌注参数与1×1所得到的做相关性分析,探讨中值滤波去噪后的灌注参数对临床诊断的影响。实验表明3×3和5×5中值滤波器对图像进行去噪后,再获得的肿瘤区的BF和PS灌注参数与1×1所获得的之间均具有正相关性,它们的变化可以反映肿瘤的生长和发展状况,能够用于临床中的定量监测。但是随着平滑窗口的增大,所得到的肿瘤区面积逐渐变小,这对放疗中大体肿瘤区的勾画会产生影响,造成照射剂量的使用误差。  
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