中国科学技术大学核医学物理研究所与北京协和医院放疗科联合在放疗领域top期刊Frontiers in Oncology 上发表了题为“A Comparison Study Between CNN Based Deformed Planning CT and CycleGAN-Based Synthetic CT Methods for Improving iCBCT Image Quality”的学术论文，论文的合作者包括北京协和医院的杨波、梁永广、汪之群、邱杰和本课题组的常艳奎（共同一作）、裴曦、徐榭，论文于2022年5月30日正式发表。

   本篇论文选取了115例患者数据的190对CT-CBCT图像，比较研究了CBCT图像质量提高的两种方法：基于CBCT生成的伪CT(sCT)和基于计划CT向CBCT形变配准的形变CT(dpCT)，其中40对数据用于分析两种方法的精度。图1展示了我们的配准方法精度，精度高于Elastix，时间大大缩短（0.15s vs. 30s）。图2展示了CBCT生成伪CT的精度，sCT具有与CBCT相似的解剖结构和与CT类似的HU值。图3展示了当计划CT中的膀胱体积与CBCT中的膀胱体积差异对形变配准和生成伪CT的精度差异的影响。

图1 配准结果可视化。rpCT:刚性对齐的计划CT；dpCT1:基于Elastix生成的dpCT;dpCT2:基于MSnet生成的dpCT.

图2 生成伪CT的可视化对比和HU值的直方图对比

图3 膀胱体积差异对配准和生成伪CT的精度的影响

       CBCT图像在临床中具有摆位校正、观察分次放疗的解剖结构变化等作用，但是CBCT图像质量较差，本文中提到的两种方法都能很好的改善CBCT的图像质量。我们在研究中发现，扫描计划CT和扫描CBCT时患者的解剖结构的差异会影响两种方法的精度，当解剖结构差异较小时，两种方法都能取得较高的精度；当解剖结构差异较大时，配准对于大形变器官（膀胱）效果较差，sCT的精度要明显优于配准的精度（膀胱的DSC:0.859 vs. 0.596, p < 0.05）。综上分析，我们在本文中提到的生成伪CT的方法能够生成具有与CT图像相似的HU值，并且与分次放疗中CBCT的解剖结构具有更高的一致性。

   本次论文的研究工作得到了中科大新医学创新团队项目（YD2140002002）的支持和帮助，由衷感谢。

论文链接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2022.896795/full