关于在1.5特斯拉磁共振直线加速器上将T2加权电影成像技术应用于分次治疗过程中的位移校正工作流程的临床应用研究

《Physics and Imaging in Radiation Oncology》：Towards clinical implementation of T2-weighted cine imaging for intrafraction drift correction workflows on the 1.5 Tesla magnetic resonance-linear accelerator

本研究评估了T2加权Turbo Spin Echo（T2-TSE）序列在MR-Linac治疗中用于盆腔靶区 intrafraction 动态校正的可行性，并与标准 Turbo Field Echo（bTFE）序列比较。结果显示，T2-TSE序列在目标与器官外剂量限制区（OAR）可视化及减少伪影方面更优，且等效噪音（LAeq）显著降低（100.1 vs. 110.7 dB(A)），但两种序列的跟踪精度无统计学差异。

　　随着医学影像技术的不断进步，磁共振-直线加速器（MR-Linac）系统已成为放射治疗领域的一项重要创新。该系统结合了高对比度的磁共振成像（MRI）和精确的放疗设备，为盆腔肿瘤的治疗提供了更为直观和精准的图像引导。然而，在实际应用中，由于治疗过程中肿瘤可能发生的微小位移，对这些运动的实时监测和校正变得尤为重要。现有的技术中，平衡Turbo Field Echo（bTFE） cine成像被广泛用于监控和校正治疗过程中的位移，但其在图像对比度和易受伪影干扰方面存在一定的局限性。因此，研究人员探索了一种新的T2加权Turbo Spin Echo（T2-TSE） cine序列，以评估其在盆腔肿瘤治疗中的应用效果，并与bTFE-cine序列进行对比。

T2-TSE cine序列在图像质量、伪影控制以及患者舒适度方面展现出潜在的优势。这一研究通过实际临床数据，分析了两种成像序列在监测治疗过程中肿瘤位移时的表现。实验对象包括了52名患有盆腔肿瘤的患者，他们在治疗过程中接受了86次分次治疗。研究采用了两种成像方式：bTFE-cine和T2-TSE-cine，并将它们与3D图像进行对比。研究者还特别关注了在不同治疗部位（如前列腺、直肠和盆腔淋巴结转移）中，两种成像序列的差异。通过比较两者的跟踪精度、视觉评分以及噪音水平，研究旨在寻找一种更适合于临床应用的影像技术。

研究结果显示，尽管bTFE-cine在某些情况下显示出较大的位移差异，但这些差异并不具有统计学意义。相比之下，T2-TSE-cine在视觉评估中获得了更高的评分，特别是在目标区域和器官风险区域（OAR）的可视化方面表现更优，且伪影更少。此外，T2-TSE-cine在噪音控制方面也表现出色，其等效连续噪音水平比bTFE-cine低约10 dB，这在临床实践中可能对患者的舒适度产生积极影响。这一发现对于提高治疗过程中影像引导的准确性、减少患者不适以及优化治疗流程具有重要意义。

在治疗过程中，由于患者膀胱和直肠充盈状态的变化、肌肉张力的波动以及体位的调整，盆腔肿瘤可能会发生一定程度的位移。这种位移在治疗过程中需要被实时监测和校正，以确保放疗的精确性。然而，现有的bTFE-cine序列虽然具备较高的时间分辨率（5 Hz），但其在图像对比度和伪影控制方面仍存在不足。因此，研究者提出使用T2-TSE-cine序列作为替代方案，以提高图像质量并减少对治疗流程的干扰。

在研究方法上，研究人员采用了不同的影像采集方式，包括在治疗前和治疗后分别进行3D T2加权图像采集，并在治疗过程中插入2D cine图像。通过将这些2D图像与3D图像进行配准，可以评估治疗过程中目标区域的运动情况。同时，为了进一步分析影像质量，研究还引入了视觉评分系统，由五名经验丰富的专家（包括放射肿瘤科医生和放射治疗师）对两种成像序列的图像质量进行评分。评分结果表明，T2-TSE-cine在大多数情况下更受欢迎，特别是在图像清晰度和伪影控制方面表现更为优越。

此外，研究还关注了两种成像序列在治疗过程中产生的噪音水平。通过使用专门的麦克风进行测量，研究人员发现T2-TSE-cine的等效连续噪音水平显著低于bTFE-cine。这一发现不仅有助于改善患者的治疗体验，还可能降低噪音对患者心理和生理的影响。在临床实践中，噪音水平过高可能会引起患者的不适，甚至影响治疗效果。因此，T2-TSE-cine在噪音控制方面的表现具有实际应用价值。

在实际操作中，研究人员还发现，尽管T2-TSE-cine在某些情况下表现出更高的时间分辨率，但其在盆腔肿瘤治疗中的实际应用并不需要如此高的时间分辨率。这是因为盆腔肿瘤的运动通常发生在较慢的时间尺度上，因此使用较低的时间分辨率（0.5 Hz）不仅能够满足监测需求，还能够减少图像采集时间和患者的不适感。这一优化对于提高治疗效率和患者舒适度具有重要意义。

总的来说，这项研究为MR-Linac系统在盆腔肿瘤治疗中的应用提供了新的思路。通过引入T2-TSE cine序列，研究人员不仅在图像质量、伪影控制和噪音水平方面取得了显著的改进，还为临床医生提供了更可靠的图像引导工具。这有助于提高治疗的精准度，减少不必要的调整，从而优化治疗流程。未来的研究可以进一步探讨T2-TSE cine序列在不同治疗部位和不同患者群体中的适用性，并结合更多临床数据，验证其在实际应用中的优势。