第993期专访 | 三九脑科医院蔡林波:多模态医学影像精准融合技术在神经肿瘤放疗中应用经验分享

学术   2025-01-21 07:04   北京  

专家访谈

神外前沿

报道要点

广东三九脑科医院党委书记蔡林波:在神经肿瘤放射治疗领域,我们团队始终走在技术前沿。早在十五年前,我们就通过先进的Brainlab放射治疗软件,成功实现了计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)、磁共振成像(MRI)以及功能性磁共振成像(fMRI)的多模态医学影像精准融合技术。

近年来,我们深入应用人工智能技术,在中枢神经系统肿瘤诊疗的关键环节取得一些成果,依托先进的机器学习算法和深度神经网络,我们成功将人工智能技术嵌入肿瘤诊疗全流程,包括:肿瘤鉴别诊断、病理学分级智能评估、肿瘤分子特征预测、靶区精准勾画、疗效预测、放射性脑损伤风险预测及治疗,这一系列技术创新不仅显著提升了诊疗精准度,也为个体化精准医疗提供了有力技术支撑。


本期专家访谈

神外前沿:请您分享一下神经肿瘤精准放疗关键技术有哪些?

蔡林波:在神经肿瘤精准放射治疗领域,我们团队早在十五年前就应用Brainlab放射治疗软件,实现多模态医学影像智能融合。通过整合计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)、磁共振成像(MRI)及功能性磁共振成像(fMRI),我们实现了肿瘤放射治疗的精准可视化。


靶区勾画作为精准放射治疗的核心环节,我们形成了"解剖学+生物学"双重靶区精准定位策略:(1)解剖学靶区精准勾画:基于高分辨率解剖学影像,精确定位肿瘤解剖边界,最大程度减少周围正常组织的潜在损伤,显著提升放射治疗的靶向精准度;(2)生物学靶区勾画:融合功能性磁共振和分子代谢影像,精确捕捉肿瘤的生物学特征、浸润范围和代谢活动,实现肿瘤"活性区"的精确定位与个体化精准放疗。


神外前沿:请您分享一下在脑胶质瘤靶区勾画中个人经验?

蔡林波:神经胶质瘤独特的生物学行为——沿白质纤维束浸润性生长,为更清晰明确肿瘤与白质纤维束关系,我们在影像多模态融合中引入扩散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI)多模态融合技术,DTI作为当前神经影像学领域前沿的无创成像技术,在肿瘤边界精准勾画中具有一定优势:(1)重建神经纤维束走向与完整性,可视化肿瘤沿神经纤维隐匿性浸润的路径;(2)确定肿瘤潜在浸润边界,提高对亚临床病灶的照射精确性。


神外前沿:在神经肿瘤放疗您比较关注哪些白质纤维束?

蔡林波:通过DTI技术实现可视化和量化白质纤维束来评估脑组织的微细结构,神经肿瘤放疗前、放疗后随访中都可以通过DTI技术评估肿瘤及放疗等对脑组织的微细结构影响及导致功能上改变。


脑白质纤维束有很多,目前在临床上可能特别关注比较大的功能,比如语言、运动等,但是还有很多很精细的功能,目前不被临床技术所能解决,或者说还不被我们所认识到位,但是它的存在一定是有价值的。


在神经肿瘤放疗中我们比较关注肿瘤周围白质纤维束,在放疗后定期随访可以定期评估白质纤维束,以便于早期是脑组织的微细结构变化,评估放疗对脑功能影响包括放射性脑损伤早期诊断。


神外前沿:纤维束都要手工勾画吗?

蔡林波:纤维束,我们手工勾画一是很困难,二是不准确,在临床工作中我们只需将患者DTI 原始dicom影像资料导入到Brainlab iplan系统里,然后就可以通过Fiber Tracking功能模块,选择感兴趣区域,一键生成神经纤维束。


神外前沿:请您介绍团队在神经肿瘤影像组学工作?

蔡林波:这几年在神经肿瘤影像组学方面做了一些工作:一,在儿童胶质瘤中基于术前MRI影像预测儿童低级别胶质瘤病理分级(World Neurosurg,2023)及Braf-V600E突变(Clinical Neurology and Neurosurgery,2022);


二,对于胶质母细胞瘤与淋巴瘤鉴别诊断,提出非增强肿瘤体积在非典型原发性中枢神经系统淋巴瘤与胶质母细胞瘤鉴别诊断中的价值,结合表观扩散系数和动脉自旋标记等影像学指标,提高了两种肿瘤的鉴别能力(Eur Radiol. 2023.);


三,我们探讨了儿童弥漫内生型脑桥胶质瘤患者的影像学特征、治疗反应与总生存期之间的关系,并通过多变量分析揭示了与预后相关的关键因素。此外,该研究研究表明肿瘤体积测量被认为是评估患者放疗反应更适宜的指标(Neurosurgical Review,2024);


另外一项研究基于T2信号强度定量分析,结合T2信号强度异质性的视觉评估,探索儿童弥漫内生型脑桥胶质瘤患者放疗反应的预测模型。研究结果表明,脑桥外体积比、相对T2信号强度比和肿瘤异质性分级能够可靠预测儿童弥漫内生型脑桥胶质瘤患者放疗反应(Eur Radiol. 2024)。


课件摘要

          

专家简介

蔡林波,主任医师,暨南大学博士生导师,华南师范大学硕士生导师,广东三九脑科医院党委书记,广东省医师协会放射治疗医师分会主任委员,广州抗癌协会神经肿瘤专业委员会主任委员,中国医师协会脑胶质瘤专业委员会小儿脑胶质瘤分会副主任委员,中国医师协会脑胶质瘤专业委员会放射治疗分会副主任委员,中国研究型医院学会精准神经外科专业委员副主任委员,中国毒理学会放射毒理专委会副主任委员。从医30余年,深耕神经肿瘤多学科综合治疗,对恶性神经系统肿瘤的放疗、放射外科治疗、化疗与靶向药物多学科综合治疗具丰富的经验和见解。发表论文100余篇,其中SCI论文30余篇,获国家人类遗传资源中心、广东省自然基金、广州市科技计划资助项目等科研基金10项,近年来多次在国际会议上作大会报告分享中国经验。担任《中国抗癌协会整合诊治指南-髓母细胞瘤整合诊治指南》、《中国抗癌协会整合诊治指南-中枢神经系统生殖细胞肿瘤整合诊治指南》、《中国胶质瘤放射治疗专家共识》、《肺癌脑膜转移瘤诊治共识》等主要编委成员。


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