基于MRI-only工作流的盆腔放疗逐步评估：临床可行性及多中心实践

《La radiologia medica》：Step-by-step assessment of MRI-only workflow in pelvic radiotherapy: feasibility and practical implementation

本研究针对盆腔放疗中CT-MRI配准不确定性问题，开发了集成MRI-only工作流。通过55例患者验证显示：MRI-only勾画在前列腺(DSC=0.948)和宫颈(DSC=0.940)达到优异一致性；sCT剂量计算与CT计划无显著差异(γ通过率3%/3mm达99.0%)；CBCT-MRI配准误差与标准CBCT-CT相当。该工作流实现了从模拟定位到治疗实施的全流程整合，为精准放疗提供新范式。

　　

在精准放疗时代，磁共振成像(MRI)因其卓越的软组织对比度已成为靶区勾画的金标准。然而传统放疗工作流仍需依赖CT进行剂量计算，这导致CT与MRI图像配准环节引入几何不确定性，可能影响治疗精度。为解决这一核心问题，研究者开始探索MRI-only工作流——将放疗计划全流程整合于单一模态影像，既能消除配准误差，又可简化临床流程。但该技术的临床转化面临三重挑战：MRI无法直接提供电子密度(Electron Density, ED)信息，需通过合成CT(synthetic CT, sCT)进行剂量计算；MRI模拟机常缺乏外部激光定位系统；临床实践中CBCT-CT配准模式与MRI-only工作流不兼容。

为系统评估MRI-only工作流在盆腔放疗中的可行性，Xin Xin、Min Liu等研究人员在《La radiologia medica》发表最新研究，通过55例盆腔肿瘤患者的多中心数据，对MRI-only工作流进行全流程验证。研究创新性地采用逐步评估法，涵盖靶区勾画、sCT生成、剂量计算和患者摆位四大关键环节，并在多品牌影像设备与治疗系统间验证其兼容性。

关键技术方法包括：1) 基于55例盆腔肿瘤患者队列（来自四川省肿瘤医院2024-2025年连续病例），采用多品牌MRI扫描仪（Siemens Vida/Skyra）与CT模拟机（Philips/Siemens）采集影像；2) 通过体密度赋值法生成sCT，利用机构数据库的电子密度值（如盆腔骨1.181±0.038）；3) 使用两种治疗计划系统（Pinnacle v9.10的CCCS算法、Monaco v6.2.2的蒙特卡洛算法）进行剂量验证；4) 采用DSC（Dice Similarity Coefficient）和HD（Hausdorff Distance）评估轮廓一致性，通过γ分析（3%/3mm、2%/2mm标准）和DVH（Dose-Volume Histogram）参数比较剂量差异；5) 利用Elekta直线加速器XVI系统进行CBCT-MRI与CBCT-CT配准精度对比。

靶区勾画一致性评估

研究显示MRI-only勾画在不同解剖结构中存在差异性表现。对于前列腺和宫颈这类边界清晰的器官，MRI-only与CT-MRI融合勾画达到高度一致：前列腺DSC为0.948±0.028，宫颈DSC为0.940±0.015，体积差异无统计学意义（p>0.05）。而直肠和前列腺床等易变形结构则出现显著体积差异（p<0.05），直肠体积差异达20%，DSC值降至0.696±0.037。值得注意的是，这种差异范围与文献报道的观察者间变异相当，说明MRI-only勾画在复杂解剖区域仍保持临床可接受的可重复性。

剂量学验证结果

sCT为基础的剂量计算展现出与CT计划的高度一致性。在两种治疗计划系统中，靶区V95%参数无显著差异（Pinnacle系统p=0.283，Monaco系统p=0.415）。关键OARs（Organs at Risk）剂量参数包括膀胱V40Gy、直肠V50Gy、小肠V35Gy等均在临床允许误差范围内（p>0.05）。γ分析进一步证实剂量分布吻合度：3%/3mm标准下全身通过率中位数达99.0%（98.5-100.0%），2%/2mm标准下仍保持97.9%（96.7-99.5%），均超过临床验收标准（≥99%）。

图像引导配准精度

CBCT-MRI配准在X、Y、Z三轴方向上的误差与常规CBCT-CT配准相当，证明MRI作为引导基准的可靠性。研究特别验证了两种MRI模拟机配置的适应性：配备平板床和室内激光的Siemens Vida与使用凹形床且无激光的Siemens Skyra均能实现准确配准，表明工作流对不同硬件配置的包容性。

讨论与意义

本研究首次系统验证了MRI-only工作流在盆腔放疗中的全流程可行性。三个关键发现具有重要临床意义：首先，sCT剂量计算准确性验证为摒弃CT模拟提供实证支持，尤其适用于解剖结构相对稳定的盆腔区域；其次，CBCT-MRI配准精度的确认打通了图像引导放疗(Image-Guided Radiotherapy, IGRT)环节的技术瓶颈；最后，多设备兼容性证明为不同资源配置的医疗机构实施该技术提供参考。

研究同时指出推广面临的挑战：非盆腔部位（如头颈部和胸部）因存在更复杂的密度梯度和几何畸变，sCT生成精度需进一步优化；MRI图像强度标准化不足制约自动勾画算法推广；非磁性固定装置的成本和可用性也是实际影响因素。作者强调，通过定制化的协议调整（包括靶区勾画规范、MRI序列选择、sCT验证流程等），各机构可基于现有资源建立有效的MRI-only工作方案。

该研究的突破性在于将既往孤立研究的技术环节整合为完整临床路径，为MRI-only放疗的真正落地提供实践蓝图。随着sCT生成算法、自动分割技术的持续进步，以及MRI兼容定位设备的普及，单一模态影像指导的精准放疗时代将加速到来。