临床前小动物精准辐照放疗研究中，靶区与正常器官人工勾画的观察者差异会直接影响剂量计算与实验数据可靠性。本研究依托 X‑RAD 225小动物精准辐照仪一体化三维 CBCT 影像引导放疗系统采集小鼠胸部、大鼠头部影像，由两名操作人员独立完成心、肺、脊髓、脑、眼球等关键器官轮廓勾画，采用 DSC、平均表面距离（MSD）、95% 豪斯多夫距离（HD₉₅）、质心偏移（ΔCoM）四项参数量化观察者间变异（IOV）。结果显示：胸部右肺、眼部勾画一致性最优，脊髓与全脑勾画偏差相对偏高，全部脏器勾画误差均控制在亚毫米级别。本研究数据可为小动物放疗 AI 自动分割算法开发、放疗计划标准化建立参考基准。

图1：论文封面概要

选取经 X‑RAD 225Cx 小动物精准辐照设备扫描的 20 例小鼠胸部、20 例大鼠头部 CBCT 原始影像，采用 SmART-ATP 放疗计划软件开展轮廓勾画；胸部靶区包含双肺、心脏、脊髓、胸廓，头部涵盖双眼、全脑及左右大脑半球。通过 DSC、MSD、HD₉₅、ΔCoM 四项定量指标，系统评估不同脏器轮廓勾画的观察者一致性。

全部实验影像由集成 CBCT 成像模块的X‑RAD 225Cx 小动物精准辐照放疗系统统一采集，依托设备一体化成像能力获得标准化三维解剖影像，作为器官勾画与放疗剂量建模的数据源。

图 2：（原文 Fig.1）小鼠胸部与大鼠头部靶器官三维勾画示例

胸部脏器：右肺勾画一致性最佳（DSC=0.96±0.01、ΔCoM=0.08±0.04 mm、HD₉₅=0.20±0.03 mm），脊髓勾画观察者差异最大（DSC=0.81±0.05、ΔCoM=0.5±0.3 mm）；

头部脏器：右眼勾画一致性最优，全脑轮廓变异相对偏高（HD₉₅=0.5±0.1 mm）；

所有小动物精准辐照受试器官的勾画空间误差均处于亚毫米区间。

图 3：（原文 Fig.2）胸部各器官 IOV 四项指标箱线图统计对比

依托 X‑RAD 225Cx 小动物精准辐照系统获取的标准化 CBCT 解剖图像，啮齿类头颈、胸腹腔关键器官人工勾画整体重复性优异，全部指标满足临床前精准放疗的质控要求；解剖边界清晰的肺、眼球勾画一致性显著优于边界模糊的脊髓与全脑。本研究数据集可作为人工智能自动分割模型的标准训练集，推动小动物放疗靶区自动化、标准化落地。

图 4：（原文 Fig.3）头部各器官 IOV 四项指标箱线图统计对比

原文出处DOI：10.1016/j.phro.2022.01.002