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【文献快递】弥散张量成像在预测伽玛刀治疗三叉神经痛的长期效果中的应用

 龙在天涯ok 2020-05-06

2018年8月17日《Journal of Neurosurgery》杂志在线发表加拿大的Sarasa Tohyama, Peter Shih-Ping Hung,Jidan Zhong,Mojgan Hodaie,撰写的《伽玛刀放射外科治疗三叉神经痛后治疗后利用弥散系数指标(diffusivity metrics)对长期疼痛缓解的预测Early postsurgical diffusivity metrics for prognostication  of long-term pain relief after Gamma Kniferadiosurgeryfor trigeminal neuralgia》。(DOI:10.3171/2018.3.JNS172936

伽玛刀放射外科治疗(GKRS)三叉神经痛(TN)是一种重要的治疗方法。当前在伽玛刀治疗后的纵向评估中主要依赖于临床诊断措施,对长期临床有效性的预测在很大程度上受到限制。一个客观的非侵袭性的预测工具将会起很大的作用有助于改进对患者的临床管理。作者的目的是确定是否早期(伽玛刀治疗后6个月)利用弥散张量成像(DTI)的弥散系数指标可预测患有三叉神经痛患者的长期疼痛缓解。

图1所示。1.A:实验时间线的示意图。B:MRI处理步骤的流程图:对所有患者,弥散张量成像(左上图)是由弥散加权成像得出的。T1加权解剖成像(右上图)是线性配准(linearly registered)到治疗后弥散空间(posttreatment diffusion space)(下图)。所有的图像都显示轴向位图像中三叉神经从脑干的脑桥中份(midpontine level)水平发出。弥散张量成像(DTI)以颜色定位走行方向在图像中显示(红色:左-右;绿色:a前-后;蓝色:上-下)。C:用于定义感兴趣区域(ROI)的过程流程图:针对每个患者,放射外科治疗靶区的位置以DICOM图像格式由伽玛刀计划软件确定,并叠加在DTI图像上——(上图)显示一例左测三叉神经痛TN患者。,手动放置4个体素大小的蒙点(Masks4 voxels in size)(红色)在靶区ROI上,将(黄色)蒙点放在对侧健侧三叉神经上。

伽玛刀放射治疗

所有的患者都使用LeksellPerfexion型伽玛刀进行治疗。局部麻醉下安装Leksell立体定向头架后,基于CT和MR成像确定靶区,使用一个4毫米的准直器,一个等中心点定位于三叉神经的脑池段中部(midcisternalsegment),保证脑干受照剂量限制低于15 Gy(1 mm3)。100%等剂量线的中心剂量为80 Gy。

37例接受伽玛刀治疗的三叉神经痛患者在治疗后6个月进行3 T MRI扫描,获取双侧,即作为放射外科靶区的患侧三叉神经和对侧健侧三叉神经的弥散系数指标,包括各向异性分数(fractional anisotropy)、组间轴向扩散率(axialdiffusivity)、径向扩散率(radialdiffusivity)和平均弥散度(mean diffusivity)。将早期(伽玛刀治疗后6个月)的弥散系数指标与长期临床结果作对比。患者在伽玛刀治疗后的12个月或更长时间内治疗前的疼痛至少减轻75%被认为属于长期有效(long-term responders)患者。

伽玛刀治疗6个月后的三叉神经弥散系数可预测长期临床疗效。与对侧健侧三叉神经和无效患者相比,长期有效的患者(n=19)在患侧三叉神经放射外科治疗靶区中显示出明显较低的各向异性分数。与健侧三叉神经相比,径向扩散率和平均弥散度,脱髓鞘改变(correlates of myelin alterations)和炎症(inflammation)的相关性在长期有效患者的患侧三叉神经中也显著升高。无效患者(n=18)伽玛刀治疗后没有表现出任何特征弥散系数变化。

图4所示。利用纤维示踪成像对患侧三叉神经的视图显现。在脑干的脑桥中份水平(at the midpontine level of the brainstem)重建的神经束被覆盖在轴向的弥散张量成像/T1-加权解剖图像上。神经束的颜色代表各向异性指数(FA)的光谱值(0-0。7),如右上角的图例所示。白色的框表示神经上的受照靶区。上面的2幅图像(A和B)对应于一个长期有效的患者。治疗前(A)与治疗后6个月(B)相比,靶区区域的各向异性指数(FA)的光谱值的明显变化,光谱从紫色/蓝色的变成绿色/黄色。底部的2幅图像(C和D)对应于一个无效患者。这个患者,治疗前(C)和治疗后6个月(D),靶区区域没有观察到各向异性指数(FA)的光谱值变化。

作者认为,治疗后早期的靶区弥散系数指标对伽玛刀治疗的三叉神经痛患者的长期疼痛缓解具有可转化性,和临床价值,可作为预测指标。重要的是, 在辐射痕迹(footprint of radiation)和临床有效性之间发现存在联系,表明放射外科治疗的靶区的充分的微观结构变化,对于长期的疼痛缓解是必要的。弥散张量成像(DTI)可以补充临床测评中的预后信息。因此,可以更好地引导对三叉神经痛患者的治疗后评估和临床决策。

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