南方医科大学学报

作者：贺亚迪, 周炫汝, 金锦辉, 宋婷

单位：1.南方医科大学生物医学工程学院，广东 广州 510515；2.南方医科大学中西医结合医院放疗科，广东 广州 510315

关键词：锥形束CT,合成CT,自适应放疗,深度学习,生成对抗网络,

基金：国家自然科学基金(82472117);广东省基础与应用基础研究基金面上项目(2024A1515011831)

目的 探索基于PE-CycleGAN方法从锥形束CT（CBCT）合成高质量CT（sCT），用于鼻咽癌自适应放疗（ART）。 方法 提出感知增强的CycleGAN模型（PE-CycleGAN），引入判别器双重对比度损失、生成器多感知损失和改进的U-Net结构。采用80例鼻咽癌患者的CBCT和CT作为训练集，7例为测试集。通过量化sCT与参考CT的平均绝对误差（MAE）、峰值信噪比（PSNR）、结构相似性指标（SSIM）以及sCT与参考CT剂量gamma通过率、靶区和危及器官（OAR）相对剂量偏差，评估sCT图像质量和剂量计算精度。 结果 PE-CycleGAN生成sCT与对应标准CT的MAE为56.89±13.84 HU，较CBCT的81.06±15.86 HU降低约30%（P<0.001）。PE-CycleGAN的PSNR和SSIM（26.69±2.41 dB，0.92±0.02）高于CBCT（21.54±2.37 dB，0.86±0.05）（P<0.001）。在与计划CT剂量gamma分析中，在2 mm/2%标准下，PE-CycleGAN的sCT剂量比对通过率（90.13±3.75）%高于CBCT的（81.65±3.92）% （P<0.001）和CycleGAN的（87.69±3.50）% （P<0.05）。在3 mm/3%标准下，PE-CycleGAN 的sCT通过率（97.20±2.52）%同样优于CBCT的（86.92±3.51）% （P<0.001）和CycleGAN的（94.58±2.23）% （P<0.01）。sCT相比计划CT的靶区和OAR相对剂量偏差均值除Lens Dmax（Gy）为3.38%（P=0.09）外都在±3%范围内（P>0.05），PTVnx HI、PTVnd HI、PTVnd CI、PTV1 HI、PRV_SC、PRV_BS、Parotid、Larynx、Oral、Mandible、PRV_ON相对剂量偏差均值都小于±1%（P>0.05）。 结论 PE-CycleGAN能从CBCT快速合成高质量sCT，可用于鼻咽癌的CBCT引导ART。

来源：2025年第1期

《南方医科大学学报》期刊编辑部

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