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研究一口腔颌面部肿瘤多模态影像融合精度评估方法的改良及初步应用目的:提出一种改良的口腔颌面部肿瘤多模态影像融合的精度评估方法,并应用该方法评估常用的三种多模态影像融合方法,比较三者的融合精度差异。材料和方法:将待融合的一对单模态影像的医学数字图像和通讯（Digital imaging and communication inmedicine,DICOM）格式数据导入 iPlan CMF 3.0（BrainLAB 公司,德国）软件中,分别使用自动融合、手动融合与配准点融合三种融合方法生成三组多模态影像。使用改良的方法评估每组多模态影像的融合精度。改良的精度评估方法包括两个维度:（1）全局融合精度:在两幅单模态影像上分别标记六个颌面部硬组织标志点代表全局影像的六个边界,六对点坐标在x轴、y轴与z轴上的偏差（△x,△y,△z）、平均总偏差（Mean Deviation,MD）及均方根（Root Mean Square,RMS）代表该组多模态影像的全局融合精度;（2）肿瘤靶区融合精度:在两幅单模态影像上分别标记肿瘤范围,三维重建后得到肿瘤的体积及重叠部分的体积,并计算融合指数（FusionIndex,FI）表示该组多模态影像的肿瘤靶区融合精度,FI为两幅单模态影像的肿瘤靶区的重叠部分体积占各自肿瘤靶区体积的比值的乘积。对三种融合方法的△x、△y、△z、MD、RMS、FI进行单因素方差分析和两两比较后置检验,显著性水平为P<0.10。结果:共纳入17位患者的18对单模态影像。三种融合方法的△x和△y均小于1.5mm;自动融合、手动融合与配准点融合的△z分别为1.049mm、1.864mm、1.254mm,自动融合显著低于手动融合（P=0.058）;自动融合、手动融合与配准点融合的MD分别为1.978mm、2.788mm、1.926mm,自动融合及配准点融合均显著低于手动融合（P=0.087,P= 0.069）;自动融合、手动融合与基于配准点的融合FI分别为0.594、0.520、0.549,三组无显著差异（P=0.290）。结论:本研究提出了一种改良的评估口腔颌面部肿瘤多模态影像融合精度的方法。通过应用该方法比较自动融合、手动融合和配准点融合三种方法的精度,自动融合及配准点融合的全局融合精度优于手动融合,而三者的肿瘤靶区融合精度没有显著差异。后续研究需增加样本量,进一步分析影响口腔颌面部肿瘤多模态影像融合精度的因素。研究二口腔颌面部肿瘤多模态影像融合的精度影响因素研究目的:分析口腔颌面部肿瘤多模态影像融合的精度的影响因素,从而进一步提高口腔颌面部肿瘤多模态影像融合的质量。材料和方法:将待融合的一对单模态影像的DICOM数据导入iPlan CMF 3.0软件（BrainLAB公司,德国）,分别使用自动融合、手动融合与配准点融合三种融合方法生成三组多模态影像。使用研究一提出的改良的融合精度评估方法测量每组多模态影像的MD、FI,分别表示该组多模态影像的全局融合精度和肿瘤靶区融合精度。记录每组多模态影像的融合模态（不含PET模态/含PET模态）、融合方法（自动融合/手动融合/配准点融合）、肿瘤部位（上颌/下颌）、肿瘤性质（良性/恶性）、肿瘤体积、影像层厚值等基本特征,使用单因素分析（t检验、方差分析、相关性分析）和多因素分析（多元线性回归分析）,筛选出影响MD及FI的因素,多元线性回归分析中P<0.05的因素视为有显著性影响的因素。结果:共收集31对单模态影像、融合得到93组多模态影像。融合模态与融合方法的交互项（P<0.001）、最薄层厚（P=0.007）显著影响全局融合精度。肿瘤靶区融合精度的显著影响因素包括肿瘤体积（P<0.001）、肿瘤部位（P=0.007）及融合模态（P=0.010）。结论:在口腔颌面部肿瘤的多模态影像融合中,为保证高的全局融合精度,不宜对CT/MRI多模态影像使用手动融合,不宜对含PET模态的多模态影像使用自动融合,宜选择尽量薄的层厚获取影像。对体积较小的肿瘤、位于下颌的肿瘤及含PET模态的多模态影像,进行多模态影像融合时需适当配准肿瘤靶区,以实现较好的肿瘤靶区融合精度。研究三基于CT/MRI多模态影像融合的数字化外科技术辅助治疗面中份肿瘤的临床研究目的:建立一套基于CT/MRI多模态影像融合的数字化外科技术辅助治疗面中份肿瘤的临床流程,初步探究该技术流程的应用效果。病例和方法:纳入2019年2月-2021年1月由我院口腔颌面外科同一手术小组诊治的面中份肿瘤的患者作为试验组,均于术前进行CT及MRI影像学检查,将影像的DICOM数据导入iPlan CMF 3.0（BrainLAB公司,德国）中进行多模态影像融合,按研究一的融合精度评估方法测量每组多模态影像的MD值、FI值以核准融合精度,基于CT/MRI多模态影像进行肿瘤标记、重要解剖结构三维重建,完成虚拟手术设计并制作导航手术计划,于术中导航引导下按照虚拟设计切除肿瘤,并对切缘行术中冰冻切片病理检查,术后进行随访观察患者有无肿瘤复发。按照与试验组相同的纳入与排除标准纳入一组历史队列（于2013年1月-2014年10月由我院同一手术小组完成手术的面中份肿瘤患者）作为对照组。对照组中的病例仅基于单模态CT影像标记肿瘤范围并行数字化外科技术辅助的手术。记录两组病例的基本信息,比较两组病例的切缘冰冻切片病理阴性率、随访期内生存状况、肿瘤有无复发,按每患者水平和每切缘水平分别对术中切缘冰冻病理阴性结果进行Fisher确切概率检验,显著性水平P<0.05。结果:共纳入28例患者,试验组与对照组各14例,两组患者基本特征相似。试验组的MD平均值为1.34mm,FI平均值为0.647,多模态影像融合精度良好。每患者水平上,试验组14例患者切缘均为阴性,对照组有3例患者存在阳性切缘,阳性比例为21.4%;每切缘水平上,试验组66处切缘均为阴性,对照组77处切缘中有7处为阳性,阳性比例为9.1%;两组患者的切缘冰冻病理结果在每切缘水平存在显著差异（P=0.015）。试验组平均随访时间为12.9个月,随访期间所有患者均健康存活,未出现肿瘤复发及远处转移;对照组平均随访时间为35.1个月,7例患者在随访期内出现复发,平均复发时间为术后28个月。结论:采用基于CT/MRI多模态影像融合的数字化外科技术辅助治疗面中份肿瘤,能更好地控制切缘阴性,可提高面中份肿瘤治疗效果。