|
重点 ·了解各种成像模式在特定疾病状态下的效用，可以优化成像方案，以识别预后成像特征、评估治疗反应和诊断治疗后并发症。 ·在肿瘤学实践中，识别成像生物标志物有助于区分与治疗相关变化和肿瘤进展，这是至关重要的，因为肿瘤的成像特征可能有很大的重叠。 ·假性进展是肿瘤放射外科治理后常见的现象，被认为是治疗后一过性病变扩大，随后自发大小消退。前庭神经鞘瘤和脑转移瘤最常表现为假性进展。 ·各向同性对比后T1加权磁共振成像(MRI)系列是识别脑转移瘤的重要工具，提供亚毫米分辨率。利用“黑血(black blood)”对比增强后可增加小的皮质或柔脑膜转移灶的显著性。 ·在评估动静脉畸形(AVMs)时，MRI和计算机断层血管造影经常提供与导管血管造影有关病灶大小和位置的补充信息。然而，大多数临床医生仍然认为导管血管造影是一项必要的检查，以证明AVM畸形血管巢的治愈。 引言 放射外科实践需要熟悉广泛的成像模式，以确保术前诊断，治疗计划和适当的治疗后监测。识别靶疾病状态的非侵袭性成像生物标志物在肿瘤学环境中尤为重要，因为从肿瘤进展中区分与治疗相关的变化是至关重要的。 本章回顾了各种常见的良性和恶性颅内病变，并特别关注预后术前影像学特征、常见术后发现和治疗相关并发症。通过本章，作者希望为各种成像方式在评估特定疾病中的应用提供一个框架，以便成像协议可以相应地优化和实施。 前庭神经鞘瘤 治疗前影像学 前庭神经鞘瘤表现为增强的桥小脑角肿块，典型累及内听道的脑池段/管内段，偶尔累及或主要累及骨迷路（the cisternal/canalicular compartments of the internal auditory canal, occasionally extending to or primarily involving the bony labyrinth. ）。典型的是内耳道平滑扩张重构和不同程度的肿块占位效应，其形态学特征从均匀增强到大的囊性异质性不等。病变内血液产物、瘤周蛛网膜囊肿、耳蜗T2加权液体衰减反转恢复(T2/FLAIR)信号升高(淋巴周围蛋白水平升高)或可能存在脑积水(图1) 。大多数神经鞘瘤在发病时尺寸较小或中等(<30 mm)，在随访检查中显示生长缓慢(平均1-2 mm/年)(5年内50%)，在15至52个月期间体积翻倍。
图1. 伽玛刀放射外科治疗后大的囊性前庭神经鞘瘤的简单治疗效果。(A-D)大的囊性前庭神经鞘瘤的治疗前磁共振成像检查。轴向T2加权图像(A)和轴向对比增强后T1加权图像(B)显示平扫囊性成分(A，星形)围绕实质性增强肿瘤核心(白色箭头)。(C)轴向表观弥散系数图显示弥散不受限制。(D)轴向梯度回波图像显示慢性含铁血黄素染色为低信号(红箭头)。(E-G)治疗后6个月、2年和5年的连续轴位对比后T1加权图像显示，治疗效果简单，病灶体积缩小。治疗后6个月的图像(E)显示了典型的实体瘤成分的中心无强化。 提出一些成像生物标志物来预示立体定向放射外科(SRS)治疗前庭神经鞘瘤的肿瘤生长控制有效。一些研究表明，治疗前期间较慢的生长速度可能预示着较好的长期肿瘤生长控制。Marston及其同事发现，治疗前生长阈值为2.5 mm/年，控制率为97%，而对照组为69%。Kunst及其同事同样提出，15个月的体积加倍时间阈值预示5年和10年控制率分别为97.3%和86.0%，而在生长较慢和较快的肿瘤中分别为85.5%和67.6%(图2)。最近的几项研究表明，与实体瘤相比，大的囊性神经鞘瘤对放射外科治疗的反应可能更有利，尽管他们注意到，在历史上，人们担心囊性为主的病变在治疗后囊肿迅速扩大是潜在的并发症。特别是当病变超过10-15 cm3时，较大的治疗前肿瘤体积可能预示着未来生长控制的失败。
图2。伽玛刀放射外科治疗前庭神经鞘瘤后治疗失败。放射外科治疗前4年(A)、治理前基线(B)、放射外科治疗后4年(C)和6年(D)的轴位对比T1加权磁共振图像。病变体积图(E)和从图像(A)到图像(B)的肿瘤大小变化显示了治疗前期间的快速增长，从诊断时到伽玛刀放射外科治理时(E中称为“GKRS”)，体积增加了500%以上。治疗失败的标志是治疗后4-6年(C和D)体积继续增大，在这段延长的观察期内，体积比治疗前体积增加了150%。 表观弥散系数(ADC)可能在术前提供预后价值，治疗反应性神经鞘瘤比无反应性肿瘤显示有更高的全病变值。Wu和同事发现，放射外科治理前的平均ADC (ADCmean)值大于1.274 × 10−3 mm2/s，用于识别治疗反应性病变的敏感性和特异性分别为69.2%和70%。 治疗后影像学 治疗后影像学检查通常在放射外科治疗后3-6个月进行，此后每年进行一次。绝大多数使用SRS治疗的小到中等大小前庭神经鞘瘤(96%-98%)均可达到治疗反应，定义为大小退缩、生长停止或治疗后增大，随后长期稳定。然而，相当一部分神经鞘瘤在SRS治理后表现出假性进展的变化(14%-50%)；即治疗后短暂增大(通常增大≧20%)，然后在治疗后2-5年出现尺寸回归(见图3)。假性进展期间观察到的肿大可能是由于实质性和/或囊性肿瘤成分生长的增多。大多数作者同意不应该在头2年内仅根据影像学诊断治疗失效，有些人认为这种判断应该延迟到治疗后3-4年。一过性中心对比增强减弱是治疗后常见的发现(高达84%的患者)，尽管尚未确定其与后续治疗反应的明确相关性。
图3.伽玛刀放射外科治疗前庭神经鞘瘤后假性进展的典型影像学改变。治疗前基线(A)、伽玛刀放射外科(GKRS)后6个月(B)、12个月(C)、16个月(D)和26个月(E)的轴位对比增强后T1加权磁共振图像。(B)治疗后6个月的图像显示典型的中心无增强强化和轻微增大。(C) 12个月的图像显示进行性扩大，体积增加超过20%。随后的图像显示连续的体积回归到低于治疗前体积。病变体积图(F)是典型的假性进展，在头6-12个月内增大，随后退缩。 并发症 交通性脑积水是SRS治疗后的一种已知并发症(发生率为3%-5%；发生事件的中位时间为14-22个月)。在肿瘤较大的老年患者中更常发生，可能与肿瘤坏死和蛛网膜下腔碎屑脱落后脑脊液蛋白水平升高有关(图4)。
图4。前庭神经鞘瘤放射外科治疗后并发的交通性脑积水。(A和B)诊断时的轴向T2加权图像显示，尽管侧脑室和第三脑室外观正常(B)，但前庭神经鞘瘤很大，导致第四脑室部分消失(A)。乙状窦后入路减积搜索和辅助放射外科治理后3个月(C和D)和9个月(E和F)的轴向t2加权图像显示，尽管第四脑室的通畅程度有所改善，但侧脑室和第三脑室逐渐扩大。 脑膜瘤 治疗前影像学 脑膜瘤通常被认为是增强的轴外硬脑膜肿块，具有不同程度的肿块占位效应、钙化（mineralization）和神经血管孔受累。脑膜瘤的常见影像特征(高达72%)为来自肿瘤主体的平滑强化的硬脑膜尾征（A smooth enhancing dural tail emanating from the tumor bulk），但并非其病理特征。虽然这一发现可能代表一种非肿瘤反应性现象，但在多达60%的患者中，硬脑膜尾征可能存在显微镜下的肿瘤灶。同样，相邻骨质增生是一种常见的放射影像学特征(20%-49%)，计算机断层扫描最能识别，最常见的是肿瘤侵袭骨间隙，尽管它也可能是一种反应性过程。肿瘤周围实质脑水肿被认为是皮层旁/皮层下白质中保留皮层带的T2/FLAIR高强度磁共振成像(MRI)信号，主要是由于肿瘤相关血管内皮生长因子或存在其他的信号，尽管偶尔也表明肿瘤侵袭脑，通过病因或相关机制，肿瘤周围脑水肿降低癫痫发作阈值，并可能预示治疗后疾病复发。由于安全的显微外科手术切除是许多患者最佳治疗的基础，因此通常可以对脑膜瘤进行病理评估。在不进行手术切除的患者中，一些放射影像学特征可能有助于区分更常见的良性WHO I级脑膜瘤(90%-95%)与非典型WHO II级和恶性WHO III级脑膜瘤(表1)。 治疗后影像学 可以观察到放射外科治疗脑膜瘤后的各种变化，通常在治疗后3-6个月进行影像学随访，此后每年进行一次。可在脑膜瘤中发现SRS治疗后的中枢性或外周性肿瘤无强化区，但不像前庭神经鞘瘤那样常见，可能代表凝固性或纤维蛋白样坏死的改变。在脑膜瘤中也报道病变一过性的体积增大的假性进展现象，发生在大约9%-22%的患者中(约为前庭神经鞘瘤的一半)，在头6-8个月内达到高峰，通常在12-24个月时实现体积退缩。值得注意的是，Harrison和他的同事发现，在大多数情况下，在6个月时，无反应病变的体积进展也很明显，35%的最终出现进展的病变出现了一过性的体积退缩(假性反应)[ volumetric progression of unresponsive lesions was also appreciable at 6 months in most cases, and that transient volumetric regression occurred in 35% of those lesions that ultimately progressed (pseudoresponse)]。也有报道先前发现的肿瘤钙化的再吸收，但不认为这表明向更高级别组织学的转变。 并发症 SRS治疗后肿瘤周围实质脑水肿的发展或恶化是脑膜瘤放射外科最常见的并发症之一(约占患者的30%)，通常发生在治疗后36个月内。已经描述了这种并发症的各种预示因素，包括较大的治疗前肿瘤体积，静脉结构压迫或侵袭犯(特别是上矢状窦)，非基底肿瘤位置，紧密的脑肿瘤界面(如镰状病变)，以及肿瘤接受放射外科而没有事先手术减积。除了新的或恶化的肿瘤周围脑水肿外，可能还会出现伴发的脑实质强化，提示放射性诱导的炎症性脑白质病(图5)。更罕见的并发症包括颈内动脉狭窄(1%)和形成有症状的囊肿（图6）。
图5。放射外科治疗嗅沟脑膜瘤后的治疗变化。治疗前轴向T1加权成像(A)和相应的T2加权成像(B)显示脑膜瘤的典型特征:轴外均匀增强的肿块伴硬脑膜附着(A，白色箭头)，保留的脑瘤界面显示肿块的脑脊液强度信号边界(B，蓝色箭头)，邻近脑实质轻度水肿(B，红色箭头)。放射外科治疗后6个月，轴向T1加权造影图像(C)和相应的T2加权图像(D)显示肿瘤周围区域发展为低增强(C，绿色箭头)，新的病灶周围实质增强可能提示炎症性脑白质病(C，黄色箭头)，区域血管源性脑水肿增加(D，红色箭头)。
图6。放射外科治疗脑膜瘤后并发症的病灶周围囊肿扩大。治疗前矢状位T1加权图像(A)和轴向T2加权图像(B)显示蝶骨平面脑膜瘤(A，白色箭头)和病灶周围小的囊肿(B，蓝色箭头)。在放射外科治疗后12个月(C和D)和36个月(E和F)，显示脑膜瘤尺寸缩小;然而，病灶周围囊肿进行性扩大(C-F，蓝色箭头)，需要放置分流装置(F，绿色箭头)。 表1。脑膜瘤成像生物标志物。
动静脉畸形 治疗前影像学 动静脉畸形(AVM)包括一个发育不良的脉管系统畸形血管巢，从供血动脉到引流静脉的动静脉分流点，以及不同程度的畸形血管巢内和畸形血管巢周胶质实质。数字减影血管造影仍然是评估AVM成像的参考标准，因为其优越的时间分辨率能最好地显示动静脉分流的血流动力学特征，而无与伦比的空间分辨率能最好地描绘网状血管结构和供应血管MRI和计算机断层血管造影(CTA)提供无创评估，通常提供有关畸形血管巢的补充信息(位置，体积，三维形状)以及先前出血或治疗相关变化的存在。选择MRI序列和CTA评估AVM的效用详见表2。 表2.动静脉畸形成像:CT血管造影和选定MRI序列的应用。
治疗后影像学 在放射外科治疗AVM后，每隔6- 12个月用MRI监测退缩情况，通常在治疗2-5年内发生畸形血管巢闭塞。在治疗反应期间，典型表现为畸形血管巢体积减小，供血动脉口径正常化；还可以注意到引流静脉口径的可变减小。在弗吉尼亚放射外科AVM评分为0分的病变中，80%的预后良好，而在弗吉尼亚放射外科AVM评分为4分的病变中，40%的预后良好。 治疗反应包括畸形血管巢没有改变，畸形血管巢部分闭塞(通过任何成像方式发现畸形血管巢缩小但持续存在)，畸形血管巢次全闭塞(当未发现残留畸形血管巢，但持续存在早期静脉引流时，通过经导管血管造影诊断)，畸形血管巢完全闭塞(图.7)。大多数临床医生认为数字减影血管造影检查是记录AVM畸形血管巢治愈的必要步骤。
图7.在动静脉畸形畸形血管巢完全闭塞之前，对动静脉畸形畸形血管巢进行次全闭塞。在治疗前基线和放射外科治疗后12、36和60个月获得左大脑中动脉导管血管造影(A、C、E和G)和轴向T2加权图像(B、D、F和H)。AVM畸形血管巢在导管造影图像上显示为致密血管对比混浊(A和C，白色箭头)，在T2加权图像上显示为低信号强度畸形血管巢(B和D，白色箭头)，36个月后不再检测到。大皮质引流静脉，在基线导管造影(A、C和E，蓝色箭头)上最清晰，显示逐渐模糊的畸形血管巢，尽管36个月时病灶未检出，但仍明显，表明几乎全闭塞。在60个月时，无法检测到畸形血管巢和引流静脉，表明畸形血管巢完全闭塞。
图8。放射外科治疗动静脉畸形引起的脑实质改变。术前基线(a)和放射外科治疗左枕动静脉畸形后12 (B)、24 (C)、30 (D)、36 (E)和48 (F)个月的轴位T2加权图像。在T2加权图像(A，白色箭头)上可识别为低信号强度的畸形血管巢流空，随着发生畸形血管巢流空闭塞，畸形血管巢逐渐变得不那么明显。注意，在基线检查时，畸形血管巢周围脑白质显示正常的中间信号强度(A，蓝色箭头)。治疗后24个月，新的脑白质高信号，表明放射引起的脑实质改变，明显在36个月左右达到峰值，此后消退(C-F，红色箭头)。 并发症 放射外科治疗AVM最常见的并发症是在所治疗畸形血管巢周围的脑内发生早期放射性影像学改变(1 - 2年内30% - 35%)，大约四分之一的患者出现症状(更可能是深部畸形血管巢位置)。这一发现被认为是短暂或永久性的平扫T2/FLAIR白质高信号异常，伴或不伴肿块占位效应，一种类似血管源性水肿的成像模式(图8)。不规则的畸形血管巢对比增强强化常提示发生放射性坏死。晚期放射性副反应，典型的脑实质内囊肿形成伴或不伴周围脑水肿，是放射外科治疗AVM的罕见并发症(6-9年时为3%-7%)，可产生肿块占位效应症状(33%)，最终需要囊肿开窗或分流(图9和图10)。
图9。脑实质囊肿形成是放射外科治疗动静脉畸形的并发症。(A和B)治疗前体积渲染的对比增强后T1加权图像(A)和左侧大脑中动脉导管血管造影(B)显示左侧顶叶病灶(白色箭头)由扩大的大脑中动脉后分支(红色箭头)供血，并通过皮层静脉引流至上矢状窦(蓝色箭头)。(C)联合血管内栓塞和放射外科治疗后8年的轴向T2加权图像显示放射外科引起的实质改变为畸形血管巢白质高信号(绿色箭头)。(D)治疗后16年，轴向T2加权图像显示畸形血管巢白质内出现脑实质囊肿(橙色箭头)。注意，血管内栓塞材料产生流空信号，可能类似于T2加权图像上未闭病灶的血流相关信号(C和D，白色箭头)。(E)治疗后16年的左大脑中动脉导管血管造影证实畸形血管巢闭塞，并显示放射外科引起的供血动脉血管改变为明显不规则的管腔轮廓(红色箭头)。
图10。动静脉畸形(AVM)治疗后脑实质囊肿的表现。9年前治疗的AVM病灶部位形成的放射性脑实质囊肿的典型影像学表现(未示出)。囊肿在轴向T2加权像上显示脑脊液信号增强(A)，轴向T1加权像上无增强(B)，轴向表观弥散系数像上弥散增强(C)，轴向敏感性加权像上边缘含铁血黄素沉积极少(D)。注意存在的分流导管(A，黑色箭头)。 颅内转移 治疗前影像学 各向同性对比增强后T1加权MRI系列是识别脑转移瘤的重要工具，为病灶检测提供亚毫米分辨率和治疗计划所需的体积数据。这些系列通常基于梯度回波序列(MPRAGE [Siemens]， IR-SPGR或BRAVO [GE])，尽管有一些证据表明，体积“黑血”造影后成像(三维涡轮自旋回波序列或SPACE变体)可以增加小病变(< 5mm)的检测，这可以抑制脑沟血管增强，从而增加皮层或柔脑膜转移的显著性[ These series are often based on gradient-recalled echo sequences (MPRAGE [Siemens], IR-SPGR or BRAVO [GE]), though there is some evidence of increased small lesion (<5 mm) detection by volumetric “black blood” postcontrast imaging (three-dimensional turbo spin-echo sequences or the SPACE variant), which allows for suppression of sulcal vascular enhancement, thereby increasing conspicuity of cortical or leptomeningeal metastases]。这些序列的靶病变敏感性可以通过利用3-T MRI场强和在静脉注射对比剂和图像采集之间引入10- 15分钟的延迟来进一步增强。 治疗后影像学 通常每隔3个月进行一次治疗后影像学检查，用于评估治疗后病变和监测新的转移灶。虽然放射外科治疗实现了高度的局部肿瘤控制，但治疗后病变的一部分(高达38%)表现出治疗后增大，随后证明不代表治疗失败;即假性进展或放射性坏死的改变(图.11)。病变增大的时间可能暗示了病因，Leeman和同事注意到，在52例切除的病变中，没有一例病理证实超过治疗后12个月的肿瘤进展（ no cases of pathologically proven tumor progression beyond 12 months posttreatment），Patel和同事注意到，在500例转移的病变中，在12至15个月期间出现了假性进展的体积峰值。尽管没有完美的准确性，一些常规的和先进的MRI和正电子发射断层扫描(PET)成像特征可能有助于区分真实的肿瘤进展和假性进展；这些发现详细如下，并在表3和图12中进行了总结。 表3。脑转移瘤的影像学生物标志物:区分肿瘤进展、假性进展和放射性坏死。
图11.黑色素瘤脑转移的放射外科治疗后放射性坏死/假性进展。(A)治疗前轴向对比后T1加权图像显示右侧额叶坏死转移(白色箭头)。(B和C)放射外科治疗后8个月，轴向T1加权图像(B)显示病变增大，轴向T2加权图像(C，红色箭头)显示病灶周围水肿增加。注意T2加权图像上未见离散结节状结构与增强区域相匹配。(D)轴向灌注加权脑血容量图像显示低水平病变性高灌注(黑色箭头)。(E)轴向氟脱氧葡萄糖正电子发射断层成像显示增强区域没有明显的放射性示踪剂摄取，病变摄取少于正常皮质。活检显示单纯放射性坏死，无活性肿瘤。
图12. 黑色素瘤脑转移。术后12个月病理证实复发性黑色素瘤。(A、B)轴向T2加权像(A，白色箭头)上可见离散结节状病变，与轴向T1加权像(B，白色箭头)上异常强化区域吻合。(C)对比增强前轴向T1加权图像显示固有高强度区域，在黑色素瘤转移的情况下，可能提示血液或黑色素(蓝色箭头)。(D)轴向敏感性加权图像显示存在低信号强度的血产物堆积(黑色箭头)。(E)轴向氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描图像显示无明显的放射性示踪剂摄取，本病例的假阴性发现可能是由于病灶大小小且位于皮层旁(即病灶摄取被生理性皮层摄取掩盖)。(F)灌注加权脑血容量图显示无肿瘤高灌注，这是由于大量血产物积聚造成的假阴性结果。 ·在肿瘤进展的情况下，与增强病变成分的体积相比，病灶周围血管源性水肿的体积相对较小，其截止比值为10，阳性预测值为92%。在这项研究中，仅考虑SRS治疗后不到18个月的病变进展，预测值增加到100%。换句话说，相比肿瘤进展的病变，假性进展或放射性坏死的病变，往往在治疗后出现较大程度的病灶周围脑水肿和增大（lesions of pseudoprogression or radiation necrosis tend to have a greater degree of perilesional edema and enlarge at a later posttreatment time than lesions of tumor progression）。 ·明确界定且与增强病灶边界紧密匹配(T1/T2匹配)的中、低T2信号结节灶被认为是肿瘤复发的指示物，其敏感性为83.3%，特异性为91.1%。类似的影像学征象“病变商数”(T2结节面积/强化结节面积)对复发肿瘤仅高于阈值0.6的敏感性为100%，特异性为32%;对放射性坏死仅低于阈值0.3的敏感性为80%，特异性为96%。注意，其他研究未能验证这一影像学征象。 ·存在多种MRI灌注加权成像技术，用于区分肿瘤进展、假性进展和放射性坏死的阈值报告各不相同。最常用的MRI灌注技术是动态敏感性加权对比增强协议，该协议在供应商平台上广泛使用，通常会增加2-5分钟的总扫描时间。多项研究表明，脑血容量(CBV)增加是治疗失败的标志，其阈值为正常脑白质的1.5至2.1倍(敏感性56% - 100%，特异性70%-100%)。 ·Cha及其同事描述的三层环形标志表明放射性坏死。内层由增强的ADC信号和T2信号高强度的核心组成。中间层显示ADC值下降，中间T2信号定义不清，没有相应的增强。环形强化和高灌注局限于外层。如果外层的区域CBV (rCBV)测量值小于2.6，并且病变的其余部分显示三层模式，则据报道放射坏死的敏感性和特异性为100%。 ·氢1 (1H)磁共振波谱可以评估给定样品体素内代谢物物种的比例丰度。进行性肿瘤通常表现为N -乙酰天冬氨酸(神经元线粒体标记物)减少和胆碱(细胞膜标记物)峰值增加，通常伴有肌酐(细胞代谢标记物)峰值降低;相对恒定的内参峰)和脂质/乳酸(Lip/Lac)光谱的表现。放射性坏死典型表现为Lip/Lac峰升高，其他代谢物缺乏。 ·PET与2-脱氧-[18F]氟葡萄糖(FDG)是最广泛用于包括中枢神经系统的肿瘤成像的PET技术，并提供了现有MRI技术无法提供的病变代谢评估当放射性示踪剂摄取或超过正常脑白质放射性示踪剂摄取的1.75倍时，表明肿瘤存活。有不同的报道的结果。 并发症 有症状的病灶周围脑水肿和放射性坏死仍然是相对少见的不良事件，并且在较大病变(最大直径> 1.6-2.1 cm)和先前放疗的情况下更为常见。
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
