
过去二十年,放疗技术经历了从二维平片到三维适形,从调强放疗到容积旋转调强,从图像引导到自适应放疗的持续进化。每一次跃迁,都伴随一个共同趋势的深化:影像模态的多元化和融合化。
在当前的精准放疗实践中,没有哪一种成像模态能够独立满足所有临床需求。
CT是放疗计划的"骨架"。它为剂量计算提供必需的电子密度信息,图像清晰、几何精度高,但对软组织分辨能力有限,尤其在脑部、头颈部、盆腔等区域,肿瘤边界模糊不清。
MRI是软组织分辨的"金标准"。它能清晰显示肿瘤与周围正常组织的边界,区分活性肿瘤与水肿、坏死,但图像缺乏电子密度信息,无法直接用于剂量计算。
PET是代谢活性的"探照灯"。它能揭示隐匿病灶,发现CT和MR难以识别的转移灶,但空间分辨率不足,解剖定位能力弱。
三者各有长短,唯有融合,才能拼凑出肿瘤的完整画像。因此在过去十年间,多模态图像融合从"科研探索"迅速演变为"临床常规",成为了精准放疗落地的前提条件。国内外主要放疗指南均将CT-MRI融合、PET-CT融合作为头颈部肿瘤、前列腺癌、宫颈癌、脑部肿瘤等病种放疗计划制定的推荐流程。
可见多模态影像融合在临床实践中具有极高的价值。然而,该技术高度依赖于一个关键前提——参与融合的原始图像,必须在空间解剖位置上具备高度一致性(跨模态体位一致性),否则融合的精度便如沙上建塔,岌岌可危。
下面,本文将以临床常用的CT-MRI图像融合为例,系统剖析影响跨模态体位一致性的关键因素,并探讨切实可行的解决路径。
一. CT-MRI图像融合的临床困境
CT-MRI图像是目前临床应用最广泛、也是图像融合痛点最集中的场景之一。而这些问题主要来源于两种成像技术原理的根本差异及其在临床工作流程中的冲突。
①. 固定装置不兼容
由于常规 MRI 扫描床为曲面,放疗定位床板为平面,两种模态图像在进行图像配准时易产生较大误差。
同时,MRI扫描使用的线圈(尤其是头颈部)与CT定位用的固定装置(如人体固定架、真空袋)互不兼容,这导致患者无法用完全相同的体位完成两次扫描。体位差异会直接引入配准误差,最终影响融合精度和靶区勾画的准确性。
虽然放疗专用MRI模拟定位机可以解决这一问题,但其设备投入和维护成本较高,目前仅适用于少数大型中心,难以大面积在基层医疗机构中推广。这一现实困境使得CT-MRI图像融合的精准度,在很大程度上受制于固定装置的兼容性设计。
②. 坐标参考系的“断层”
放疗定位的精髓,在于建立了可追溯、可重复的坐标系。CT模拟室中,三维激光灯在患者体表投射出等中心标记,这些标记成为后续摆位和影像验证的核心参照。
目前医院常用的MRI诊断系统,无法使用放疗专用的激光定位系统进行体表标记。这意味着在MR模拟环节,患者无法获得与CT模拟一致的激光标记基准,技师只能凭肉眼和经验,"尽量摆得和CT时差不多"。这给重复性的精准摆位带来了很大困难,还可能进一步增大CT和MRI图像间的扫描误差,直接影响后续图像融合的精度。
③. 融合配准依赖人工
CT与MRI的图像融合配准大多在放疗计划系统或第三方软件中由物理师完成,这不仅对技术人员的图像配准技术和临床经验提出了较高的要求,其结果也容易受到物理师和临床医师配合度及个人勾画习惯的影响。
这种操作层面的不可控性,使得图像融合的质量难以量化和标准化。
二. 全链条体位一致性管理
上述痛点揭示了一个根本性问题:CT-MRI图像融合的精度瓶颈,不在于算法本身,而在于从定位装置、流程设计到操作规范的系统性缺失。 其中,体位不一致是所有误差中最基础、也最容易被忽视的一环——当患者在两台设备上处于不同体位时,任何配准算法都只能进行有损补偿。
要真正破局,得从“单点优化”走向“全链路闭环”:从患者首次固定 → 多模态影像采集 → 计划制定 → 分次治疗实施 → 治疗结束,使患者解剖结构相对于治疗等中心的空间位置保持可量化、可追踪、可校正的一致性。
①. 跨模态兼容的体位固定装置
通过提供CT与MRI兼容的固定装置,包括:可兼容床板、可兼容人体固定架、头部 / 体部线圈支架 [1] ,让患者在完成一次摆位后以“同体位”、“同装置”实现两种模态的扫描,大幅消除配准误差。

(粤械广审(文)第270720-07606号)
钟青松等在《CT-MRI同体位放疗模拟定位装置的研制》一文中提到:使用“同体位”装置进行图像融合时,头部配准精度(DICE系数)可从非同体位的0.947提升至0.988,误差(HD值)也从6.445mm大幅缩小到3.340mm,能有效提高图像配准及靶区勾画的精确度 [2] 。
②. 统一的坐标参考系
研发MR专用的激光定位系统(经屏蔽设计,不产生电磁干扰),将CT模拟定位与MRI扫描纳入同一坐标框架,确保患者在MR扫描时的空间位置与CT模拟定位保持刚性对应,减少因重新摆位引入的系统误差,为多模态影像融合提供了可重复的物理基准。

(粤械广审(文)第251229-09190号)
③. 跨场景的患者转运
体位一致性的保障,不能止于"摆好位",还得延伸至跨场景患者转运的稳定性。使用跨设备兼容的转运床板,实现患者的"整体平移"而非"分段转移",有利于减少转运过程中的非自主位移,保障患者体位的一致性。
(粤械广审(文)第270921-10466号)
(粤械广审(文)第260902-08731号)
通过MR兼容体位固定装置与激光定位系统的协同作用,对患者进行精确复位,确保跨模态体位的刚性一致;加之平稳可控的转运流程,有效抑制跨设备间的体位扰动。从定位、复位到转运,各环节环环相扣、无缝衔接,为多模态影像融合提供可靠的物理精度保障。
未来,随着MR-linac的普及和在线自适应工作流的成熟,放疗对定位精度的要求将更加刚性——它不再只是两个模态之间的配准需求,而是贯穿模拟、计划、治疗整个闭环的物理基线。
作为深耕放疗定位领域的企业,科莱瑞迪坚信,精准放疗的未来在于从“单点优化”走向“全链条管理”。为此,我们致力于推动放疗定摆位实现全流程、全场景的标准化管控——让体位一致性不再依赖于个别环节的“精益求精”,而是固化为整个流程的“默认设置”,以系统化的解决方案,助力放疗迈向更精准、更智能的新时代。
参考文献:
[1] 刘佳,麦燕华,房诗婷。CT-MRI 可兼容定位装置在精准放疗中的应用[J]. 医疗装备,2023, 36(15): 5-8.
[2] 钟青松,刘炜焜,陈嘉伟,等 . CT-MRI 同体位放疗模拟定位装置的研制 [J]. 中国医疗设备,2021,36(1):53-56.




