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MRI在伽玛刀放射外科中的应用价值
[2007-11-02]
作者：姚建国 赵令武 张福基 刘丽瑜 徐超 来源：中华现代外科学杂志
【摘要】 目的 评估MRI在伽玛刀放射外科中的应用价值。 方法 回顾性分析396例采用不同扫描序列伽玛刀术前MRI定位的成像效果，并与定位前影像诊断资料进行比较;分析伽玛刀术前MRI定位影像在伽玛刀治疗计划设计中的满意程度;分析术后随访中MRI检查在术后疗效评估中的价值。 结果 396例中，341例（86.1%）与MRI定位前诊断结果相符，48例MRI定位时诊断为其他肿瘤性病变，7例MRI定位时诊断为非伽玛刀适应证。术前MRI定位影像在伽玛刀治疗计划设计中满意率为98.9%;161例获得影像随访，其中132例行MRI复查，29例行CT复查，MRI对术后疗效评估满意率为100%。 结论 MRI在伽玛刀术前诊断、术前定位、术前治疗计划设计及术后随访疗效评估中具有极大应用价值。
【关键词】 伽玛刀 磁共振成像 应用
MRI具有软组织分辨率高，组织结构显示清晰，能进行三维成像 ［1］ ，扫描序列及参数多，有利于诊断病变的性质、分辨病灶的边界、了解病灶与周围重要器官和结构的关系及病灶的病理变化等优点，被广泛应用于立体定向放射外科治疗的全过程。本文通过回顾性分析本中心开展的头部伽玛刀治疗实践，评估MRI在伽玛刀放射外科中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本中心自2003年1月～2004年10月诊治病例共396例，其中男207例，女189例;年龄3～83岁，平均45.7岁。动静脉畸形38例，海绵状血管瘤31例，听神经瘤24例，三叉神经瘤3例，垂体瘤83例，脑膜瘤40例，颅咽管瘤6例，脊索瘤3例，脑转移瘤56例，胶质瘤35例，松果体区肿瘤23例，基底节区异位生殖细胞瘤1例，鼻咽癌6例，室管膜瘤4例，其他肿瘤性病变2例，三叉神经痛21例，癫痫13例。另有7例MRI定位时诊断为非伽玛刀适应证，改行其他方法治疗。
1.2 设备及扫描方法 采用美国GE Signa1.5T超导型磁共振成像装置，术前MRI定位扫描根据不同病种、部位、成像要求采用不同的扫描序列和参数，争取以最佳成像方式完成扫描。通常制定伽玛刀治疗计划时，头颅轮廓图像的采集采用轴位SE-T 2 W，层厚7mm，间隔2mm，视野范围为24cm，采集矩阵256×192，扫描范围为颅顶骨发线位至颅底。一般来说，伽玛刀治疗计划的定位图像采集条件为:肿瘤采用SE-T 1 W轴位和冠状位，先平扫后增强，层厚3mm，间隔0.5mm。垂体微腺瘤行轴位、冠状位动态增强扫描，层厚2mm，间隔0.2mm，采集矩阵512×512（或256）;脑血管畸形（AVM、CA）采用3D TOF原始图像，AVM加行MRA;三叉神经痛采用FIESTA或3D FOF原始图像;癫痫采用SE-T 1 W。术后随访复查行常规平扫+增强扫描。
1.3 评估内容 比较定位前CT或MRI诊断与术前MRI定位时再诊断的符合率;评估术前MRI定位图像对治疗计划设计的满意程度（包括对病灶的适形包绕与安全性评估）;通过手术前后影像对比，评估术后随访复查的影像资料对治疗效果观察的满意程度。
2 结果
396例中，有341例定位前CT或MRI诊断与术前MRI定位时再诊断相符或基本相符，符合率为86.0%。术前MRI或CT诊断与术前MRI定位时再诊断不符合者共55例，其中行MRI诊断者21例，行CT诊断者34例。7例在行MRI定位时诊断为非伽玛刀治疗适应证，卸除立体定向仪，改行其他方法治疗。48例修正诊断后继续治疗。56例脑转移瘤中8例MRI定位扫描时发现病灶数增加1～4。
389例行伽玛刀手术病例中，382例（98.2%）术前MRI定位影像清晰，能满足伽玛刀术前治疗计划设计的要求。4例MRI定位扫影像不够理想，经调整伽玛刀定位框架或扫描序列和参数后，定位扫描图像令人满意。
389例中，161例（41.4%）在术后影像随访1～21个月，其中MRI复查132例，CT复查29例。MRI和CT复查对疗效评估满意率分别为100%和90%。头部肿瘤经伽玛刀治疗后病灶MRI影像的变化，见表1。
表1 伽玛刀治疗后头部肿瘤的变化（略）
3 讨论
3.1 MRI在伽玛刀术前定位时再诊断和术前定位中的价值 高分辨率磁共振成像仪组织分辨率高，影像更清晰，三维影像飘移小，更符合伽玛刀术前定位的要求。由于CT影像的某些缺陷和检查时可能的遗漏，部分疾病发展过程中对病灶影像的动态观察亦有利于疾病的诊断和鉴别诊断，采用MRI行伽玛刀术前定位时还有对疾病进行再诊断的作用。笔者在采用高分辨率MRI行伽玛刀术前定位时发现，术前CT、MRI诊断与术前MRI定位时再诊断符合率为86.0%。诊断不符合者大致有以下几种情况:（1）CT扫描时仅行平扫，未行增强扫描，如1例肢端肥大症，CT平扫示鞍区等密度占位，边界清楚光滑，密度均匀，CT诊断为垂体瘤。术前MRI定位影像显示垂体瘤合并瘤旁1.5cm×2.0cm大小动脉瘤。另外，CT诊断为垂体瘤的部分病例在术前MRI定位时诊断为脑膜瘤;（2）虽行CT平扫+增强扫描，但选层增强扫描时漏检，如1例基底节区占位患者，CT平扫后选层行增强扫描时，仅从基底节区病灶前一层面开始增强扫描，导致未作增强扫描范围内病灶的漏检而误诊为胶质瘤。该病例术前MRI定位影像显示除基底节区病灶外，另见鞍上池前部尚有一小结节状病灶，右侧额、颞叶轻度脑水肿，诊断为异位生殖细胞瘤;（3）CT扫描对转移瘤的检出不如MRI增强时敏感，MRI往往比CT检出更多的转移灶。本组56例转移瘤中，有8例术前MRI定位时较术前CT检查多出1～4个转移灶;（4）部分疾病的早期影像表现不典型，就此影像表现进行诊断可能造成误诊，动态观察其影像变化将有助于疾病的诊断和鉴别诊断，如1例术前诊断为基底节区星形细胞瘤（Ⅰ～Ⅱ级），术前MRI定位时诊断为非肿瘤性病变（炎性病变）。
伽玛刀术前的MRI定位影像能够清晰地显示病灶在颅脑中所处的位置，因其轴位和冠状位影像相互之间飘移非常小，样使病灶在伽玛刀三维坐标系即X、Y、Z轴上的误差亦很小，从而确保对病灶定位和治疗的准确性。由于MRI具有很高的脑组织分辨率，能够将病灶及其周围的重要器官和结构，如视交叉、视束、视神经、脑干、海绵窦及有关的神经核团等清晰地显示在定位影像上，这样有利于我们制定合适的治疗计划。
3.2 MRI在术前治疗计划设计中的价值 伽玛刀术前MRI定位影像融合对病灶进行再诊断、清晰显示病灶（靶组织）范围、精确定位为一体，是整个伽玛刀治疗过程中的重要环节。病灶的性质、大小、数量和邻近结构的形态及位置的显示效果直接影响着伽玛刀治疗计划的制定。采用高清晰磁共振成像仪，选择适当的扫描序列、参数和成像方位，清晰显示病灶（靶组织）及其邻近的解剖结构，是伽玛刀治疗疗效和安全性的可靠保证。本组389例术前MRI定位扫描后进行伽玛刀治疗计划设计，382例定位影像符合要求，4例术前定位影像在治疗计划软件上发现坐标稍有偏移或病灶（靶组织）显示不够理想，经伽玛刀立体定位框架调整或改变扫描序列和参数重新扫描，定位影像符合要求。
伽玛刀术前MRI定位影像能够清晰地显示病灶（靶组织）及其邻近的解剖结构，尤其是在鞍区、脑干、基底节、皮质功能区等部位的病变，在治疗计划的设计、评估中具有重要意义。在上述部位病灶的伽玛刀治疗计划设计过程中，我们勾画病灶靶区时，一定要辨别重要器官和结构在靶区内或其周围所处的位置。布置靶点时将热区和治疗等剂量曲线避开重要器官和结构，根据各重要器官和结构所能承受的耐受剂量，在保证对病灶治疗有效的同时，使重要器官和结构受到的辐射剂量控制在其最大耐受剂量范围之内，从而有效地保护病灶内和邻近的重要器官和结构。
在制定伽玛刀治疗计划过程中，一般采用轴位勾画病灶靶区、布置靶点，使等剂量曲线适形包绕靶区，再对冠状 位的靶点位置、等剂量曲线与靶区的适形情况等进行评估和调整，使轴位、冠状位上的治疗计划做到适形、安全。一般应使靶区体积和等剂量曲线适形包绕体积之比大于90%，这样才能使治疗计划既能对病灶实行有效的治疗，又尽量减少病灶周围正常组织发生放射损伤的可能性。
3.3 MRI在伽玛刀术后随访复查疗效评估中的价值 伽玛刀是利用立体定向技术，标定头部病灶的靶点位置，通过小野、单饮、大剂量伽玛射线聚焦照射，使病灶（靶组织）发生生物学改变而达到治疗目的。放射生物学研究表明，肿瘤经大剂量伽玛射线照射后，瘤内毛细血管与周围细胞的液体交换遭到破坏 ［2］ ，肿瘤发生坏死、囊变、吸收、缩小、消失。MRI平扫+增强可准确显示伽玛刀术后肿瘤体积的变化、肿瘤坏死、囊变的范围及是否发生瘤内出血。
伽玛刀术后影像随访常根据不同病种从术后1～6个月开始，一般行MRI复查，对较大肿瘤可考虑先行CT复查。影像复查观察肿瘤变化的内容包括病灶消失、缩小、不变、增大、囊变（包括不强化或不强化区扩大）。本组389例中，影像复查161例，其中行MRI（平扫+增强）复查132例，MRI显示病灶影像变化令人满意;行CT（平扫+增强）复查29例，CT对形态、密度变化较明显的病灶显示良好，但对显示病灶的细微改变及对小肿瘤效果较差。
通过对伽玛刀术后161例头部肿瘤患者的随访及MRI复查的评估，共有39例肿瘤消失，74例缩小，40例无变化，21个月的实际肿瘤控制率（肿瘤消失、缩小或不变）为95%，其中1～6个月内肿瘤消失组中98%的病例为脑转移瘤、生殖细胞瘤和鼻咽癌;1年～1年半内肿瘤缩小组中92%为垂体瘤、脑膜瘤、听神经瘤等;1例听神经瘤术后囊变出现一过性增大;2例脑膜瘤和5例胶质瘤出现增大;有1例出现面神经和1例外展神经损伤，其余均无并发症。通过对MRI复查片的评估，笔者认为治疗计划安全、有效，达到了预期的治疗效果。
通过对MRI复查片的评估和治疗效果的评估，进一步认识到病变性质、大小、部位、治疗剂量与治疗效果的关系及与并发症的关系。根据上述关系，在实践中不断地完善治疗计划，既遵循放射外科小野、单次、大剂量的治疗原则，又结合普通放疗原理对大病灶实行体积分割或剂量分割的治疗方法，根据病灶的具体情况，采取灵活、多样的治疗手段，进一步提高伽玛刀治疗效果，减少术后并发症的发生。
通过上述分析，笔者认为，MRI在伽玛刀术前诊断、定位、治疗计划设计及术后随访疗效评估中具有极大的应用价值。
参考文献
1 高元桂，蔡幼，蔡祖龙.磁共振成像诊断学.北京:人民军医出版社，1993，91.
2 张永军.颅内肿瘤伽玛刀治疗后MRI征象分析.中国医学影像技术，2000，16（6）:414.
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脑干胶质瘤的伽玛刀分割治疗
[2007-11-02]
【摘要】 目的：探讨伽玛刀（γ-刀）分割治疗脑干胶质瘤的临床疗效及安全性。方法：采用Leksell C型γ-刀剂量分割治疗脑干胶质瘤9例，10～30天内分2次，每次周边剂量8～10Gy，每次治疗均精确定位。结果：随访6～53个月，8例病人在第一次治疗或疗程结束后症状不同程度缓解，1例加重，所有病人均获至少一次MR影像学随访。5例肿瘤明显缩小或消失，2例无变化，2例增大；随访期间，3例临床症状复发，2例影像学肿瘤复发。最后一次随访结束时，2例无临床症状、2例有轻微症状带瘤生存，1例肿瘤完全消失，1例临床症状加重，生活不能自理；3例病人在8～13个月死亡。结论：γ-刀分割治疗脑干胶质瘤有较好的临床疗效，可缓解症状、提高生活质量、延长生存期。
【关键词】 伽玛刀 立体定向 分割治疗 脑干胶质瘤
脑干胶质瘤的治疗目前仍是神经外科的难题，手术只有较大的神经外科中心开展，且仅限于外生性肿瘤，致残率高，疗效差；放、化疗多数病人效果欠佳且毒、副作用大。我院在以前γ-刀单次治疗的基础上，借鉴分次放疗的理论，自2001年3月至2005年8月采用γ-刀分割治疗脑干胶质瘤9例，现将结果报告如下。
一般资料：
男性5例，女性4例，年龄12～60岁，平均23岁。全部病例均为影像（CT/MR/PET）诊断。病变部位：中脑-桥脑2例，桥脑4例，桥脑-延髓3例。临床表现：一侧（或双侧）面部、肢体麻木7例，肢体无力、运动功能障碍4例，语言不清3例，眼球运动功能障碍1例、吞咽功能障碍1例。所有病人均有不同程度头晕等症状。病程1周～6个月。肿瘤体积：3.2～15.5cm3，平均7.5cm3。Karnofsky记分50～100分，平均75分。
治疗方法：
局麻下安装立体定位框架，MR三维薄层扫描；采用Leksell C型γ-刀治疗。根据患者年龄、肿瘤体积、临床症状等给予单次剂量8～10Gy，40%～60%等剂量曲线覆盖肿瘤，间隔10～30天再次重复定位治疗。每次治疗后短暂给予镇静、脱水药及糖皮质激素等处理。部分病人采用化疗或中医、中药作辅助治疗。
结果：
治疗后1～3个月复查，采用电话、书信随访，随访期6～53个月。所有病人至少有一次MR影像学随访。疗效评定标准：⑴显效：临床症状部分或大部分缓解、MR复查肿瘤体积缩小或消失、临床症状稳定。⑵有效：MRI复查肿瘤未增大，临床症状稳定。⑶无效：治疗后肿瘤增大或临床症状加重或死亡。⑷复发：治疗后有效，后再度恶化。
8例病人在第一次治疗或疗程结束后症状不同程度缓解，1例加重。影像学检查：5例肿瘤明显缩小或消失，2例无变化，2例增大；随访期间，3例临床症状复发，2例影像学肿瘤复发。最后一次随访时， 2例无临床症状、2例有轻微症状带瘤生存（其中1例经PET-CT检查示肿瘤失活）；1例肿瘤完全消失；1例临床症状加重，生活不能自理。3例病人在治疗后8～13个月死亡。现存活患者症状稳定或无症状，Karnofsky评分由75提高88分，总体有效率55.6%。
讨论
脑干胶质瘤发生率较低，约占脑胶质瘤的0.7%，半数以上为星形细胞瘤，部分分化良好。肿瘤多位于桥脑，其次为延髓。传统治疗以显微外科切除辅以放、化疗。但由于脑干解剖及生理结构的特殊性，难以达到预期效果，且手术风险大，致残率及死亡率均较高，放、化疗毒、副作用大，疗效不确定。我院引进Leksell γ-刀以来，对脑干胶质瘤的治疗进行了积极的尝试。早期均为单次治疗，肿瘤周边剂量10～13Gy，脑干组织对放射线耐受性差，单次高剂量易出现周围正常组织损伤，且给予单次剂量对肿瘤细胞杀灭不完全易造成复发，难以取得理想的疗效。而借鉴分次放射的生物学原理（4R：修复、再增殖、再氧合、重新分布），单次给予偏低的剂量，使周围正常组织能够耐受，部分受到损伤的组织得以修复，而肿瘤中心接受较高的放射剂量，部分细胞被杀灭，临近周边的肿瘤细胞再氧合后变的对射线敏感，第二次治疗时易于被杀灭。
本组的总体有效率为55.6%，尽管病例数量尚少，但长期存活的患者生活质量良好，无附加神经功能损害，说明分割治疗的方法、剂量是安全、有效的，较常规治疗手段有明显的优越性。肿瘤复发多发生在靶区周围，可能与肿瘤浸润性生长、界限不清导致靶区覆盖不完全有关，而脑干部位不能扩大靶区治疗，故治疗后辅以化疗、中医中药治疗是必要的。
伽玛刀分割治疗与普通放疗有着相似的放射生物学基础，但较普通放疗有较高的生物学效应，是脑干胶质瘤较好的治疗方法，可以避免单次高剂量对周围正常组织结构潜在的辐射损伤，有利于正常组织的修复，同时提高了肿瘤组织的放射剂量，提高疗效。
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