面向心脏支气管运动的 5D-MRI 工作流程：用于放射治疗
医学物理
2025-04-01 v2
摘要
目标：心脏毒性是胸部放射治疗中极其糟糕的并发症。当前的放射治疗影像协议不足以解耦并量化心脏运动，限制了针对子结构的运动考虑在治疗计划中的应用。我们提出一种用于子结构特定运动分析的 5D-MRI 工作流程，未来可扩展至边缘计算。方法：我们在 10 名健康志愿者（年龄从 23 岁到 65 岁）处实施 5D-MRI 工作流程，重建呼气/吸气以及主动呼气/吸气对应于收缩/舒张的图像。对于运动评估，对 proximal 冠状动脉、心室、大血管以及心脏瓣膜/节点的中心点/包围盒运动进行度量计算。心脏、呼吸和滞后运动的距离度量被测试用于统计独立性分析子结构配对。主要结果：成功获取并描绘了所有志愿者的 5D-MRI 图像。心脏运动最大化于冠状动脉（特别是右冠状动脉），最小化于大血管。呼吸运动在 S-I 方向占主导， inferior vena cava 中最为最大。呼吸滞后 generally <5 mm，但部分志愿者超过 5 mm。对于心脏运动，冠状动脉、心室和大血管之间存在统计差异，右/左心脏之间也存在差异。呼吸运动在心脏基部和尖端之间存在显著差异。意义在于，我们的 5D-MRI 工作流程成功地解耦了心脏和呼吸运动，仅需约 5 分钟即可获取。心脏运动 >5 mm 于冠状动脉和心室，而呼吸运动 >5 mm 于所有子结构。统计考虑和患者间变异表明，PRV 评估可能需要针对子结构和患者的特定方法。
引用
@article{arxiv.2503.22578,
title = {Deducing Cardiorespiratory Motion of Cardiac Substructures Using a Novel 5D-MRI Workflow for Radiotherapy},
author = {Chase Ruff and Tarun Naren and Oliver Wieben and Prashant Nagpal and Kevin Johnson and Jiwei Zhao and Thomas Grist and Carri Glide-Hurst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22578},
year = {2025}
}