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随着医学影像学的迅速发展,医学上用于诊断成像的设备种类或成像方式越来越丰富。临床上对于疾病的诊断和治疗常常需结合多模态或同一模态不同时间段的图像进行综合判断和运用,这就需要用到图像配准技术。盆腔外照射放疗联合后装近距离治疗已经成为宫颈癌放射治疗的重要模式。放射治疗的肿瘤控制率和放疗毒副作用与肿瘤靶区和危及器官(OARs)的体积剂量(DVH)密切相关。对于宫颈癌的放射治疗,只有精确分配内、外放疗中的照射剂量,充分考虑OARs的剂量限值,才能在提高肿瘤局部控制率的同时,尽可能减少放疗并发症的发生。本文通过图像形变配准技术追踪肿瘤靶区及危及器官的形变与位移,实现内、外照射剂量的动态累积,以评估靶区和OARs在整个放疗过程中所受到的累积照射剂量。论文系统回顾了医学图像配准的分类、配准算法、配准精度评价方法等内容。论文第一部分研究探讨了 CT图像引导的宫颈癌自适应后装近距离治疗(IGABT)分次间CT图像形变配准的最佳配准条件。分别以不同图像质量(保留施源器组/去掉除施源器组)和不同配准范围(配准靶区(S组)/配准器官结构(M组)/配准体廓(L组))进行图像配准,以形状相似性指数(DSC)来衡量靶区和OARs在各种配准方式下的配准精度。结果表明使用Velocity软件基于CT阈值自动分割金属施源器,CT值选择1700-1800 HU时分割的体积最接近真实体积值。去除施源器组中各器官结构的DSC优于或等效于保留施源器组,且直肠的DSC值得到明显提高。不同配准框大小之间比较,M组有较好的靶区体积配准精度和最优的危及器官配准精度。论文第二部分研究探讨了施源器重建偏差对宫颈癌三维后装腔内+组织间插植治疗的剂量学影响。该研究通过改变“offset”参数(施源器顶端到第一个源驻留点位置的距离)值模拟施源器的重建偏差。结果显示:1 mm、2 mm、3 mm宫腔管重建偏差导致的剂量偏差分别为0.5%～1.5%、0.5%～3.5%、0.5%～5.5%;相应插植针重建偏差导致的剂量偏差分别为 0.5～3.0%、1.0%～6.3%、1.4%～10.3%。总之,标准的重建方法加上严格的质量控制,宫颈癌后装近距离治疗的施源器重建误差对剂量的影响有限。论文第三部分研究宫颈癌放射治疗EBRT+IGABT中直接各分次剂量-体积直方图(DVH)累积剂量参数(S-DVH组)与图像形变配准融合累积(DIR组)剂量参数之间的差异,并分析慢性放射性直肠炎的严重程度与直肠累积剂量之间的关系。结果表明:两组剂量累积方式下的累积剂量差异在临床可接受范围内。直肠累积D2CC、D1CC及D0.1cc与慢性放射性直肠炎的严重程度正相关,可用于临床预测直肠并发症的发生情况。