可变形图像配准精度：用户定义参数选择对轮廓传播的影响——以深吸气屏气和自由呼吸状态下的乳腺放射治疗为例

《BMC Medical Imaging》：Deformable image registration accuracy: impact of user-defined parameter selection on contour propagation for deep inspiration breath-hold and free breathing breast radiotherapy

　　

摘要

目的

可变形图像配准（Deformable Image Registration，DIR）在乳腺癌放疗计划中的应用日益增多，但不同参数设置对临床准确性的影响仍不明确。本研究系统地评估了焦点区域选择和配准方向对DIR性能的影响，为临床应用提供了基于证据的推荐。

材料与方法

我们分析了73名左侧乳腺癌患者，这些患者接受了自由呼吸（FB）和深吸气屏气（DIBH）下的放疗计划CT扫描。由一名放射肿瘤科医生在两个数据集上分别回顾性地勾画了临床靶区（CTV）、心脏、左前降动脉和双肺的轮廓。使用四种不同的方法进行了双向（FB?DIBH）可变形图像配准：无焦点区域、以CTV为中心、以心脏为中心以及以手术夹子为中心的配准。通过计算体积差异和Dice相似性指数（Dice Similarity Index，DSI）来评估配准准确性。广义估计方程用于分析可能的相关性。

结果

焦点区域的选择对DIR的准确性有显著影响。以CTV为中心的配准实现了最高的CTV重叠度（DSI：0.96 vs. 无焦点时为0.91，p?p?p?

结论

乳腺癌放疗中DIR的性能高度依赖于用户定义的参数，没有一种配置能够同时优化所有结构。焦点区域的选择在局部准确性和整体配准质量之间产生了权衡。临床应用需要针对特定结构优化参数并进行强制性的手动审查。这些发现明确了混合DIR算法在乳腺癌放疗工作流程中的实际局限性和优势，并强调了专家监督的持续必要性。