《Advances in Radiation Oncology》 2023 年1月 6日在线发表巴西圣保罗的Hospital Sírio Libanês的Felipe Cicci Farinha Restini , Leticia Hernandes Brito , Fernanda Hayashida Yoshimoto , 撰写的《放射治疗前庭神经鞘瘤的前庭耳蜗勾画。Vestibulocochlear Delineation for Vestibular Schwannoma Treated With Radiation Therapy》(doi: 10.1016/j.adro.2022.101171. )。
目的:
为前庭神经鞘瘤患者行立体定向放射外科(SRS)治疗,建立以专家为基础的耳蜗勾画方法共识。
方法与材料:
采用代表性的计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)进行耳蜗轮廓。由7名放射肿瘤科医师对半规管、耳蜗、前庭和内听道进行勾画,并由神经影像学家进行复查。本研究选取了来自某一学术机构的12个病例,采用Dice系数进行相似性分析。
结果:
建议的指南是一种易于复制的工具,允许放射肿瘤学家准确地勾画前庭耳蜗系统,以避免由于危及器官剂量测定不足而导致的毒性。这对于非前庭神经鞘瘤的放射治疗也是一个有用的工具。Dice系数表明,只要遵循以下轮廓勾画建议,结果是可重复的。
结论:
前庭耳蜗勾画模板可能有助于确定足够的危及器官。未来的研究需要为前庭耳蜗系统的每个部分找到特定的限制约束,并减轻观察者之间的差异。
前言
放射治疗是治疗前庭神经鞘瘤(VS)的一种选择。此外,消融治疗已经变得越来越普遍,可以1到5次分割进行。报告的感音神经性听力损失率在50%到70%之间,但数据有争议。系统分析报告,前庭耳蜗受照的剂量小于12.5 Gy时,保留听力的效果较好。消融剂量范围可在11 - 16 Gy之间变化。
为了确保危及器官(OAR)的保护,它们的精确轮廓勾画是强制性的。由于其接近VS,需要讨论勾画前庭耳蜗。出版的轮廓轮廓指南很少,其中大多数是针对头颈部癌症的OAR指南。
前庭-耳蜗系统由前庭、耳蜗、半规管、前庭导水管和耳蜗导水管组成。前庭( vestibule)包含椭圆囊(The vestibule contains the utricle),因此也包含球囊(the saccule)。有3个半规管,上半规管,外侧半规管和后半规管(There are 3 semicircular canals, the superior, lateral, and posterior. )。骨迷路和结构之间的空间包含一种叫做液体外淋巴液(The space between the bony labyrinth and structure contains a fluid called perilymph.)。同样的液体(内淋巴液)充满了身体结构内的空间(The same fluid (endolymph) fills the space within the body structure)(图1)。
图1 (A)耳总体解剖图和(B)内耳解剖图。缩写词:C =耳蜗;EAC =外耳道;IC = 砧骨;ML =锤骨;OW =椭圆窗;RW =圆窗;SC =半规管;ST =镫骨;TM =鼓膜;V =前庭。
耳蜗是一种贝壳状的螺旋状结构,围绕着多孔骨的中心柱——围绕耳轴转动2.5次到2又四分之三次(turns between two-and-a-half and two-and-three-quarters times around the modiolus)。前庭耳蜗神经(VIII)的耳蜗部分的分支位于耳蜗轴的基部( Branches from the cochlear portion of the vestibulocochlear (VIII) nerve are found at the base of the modiolus)。螺旋由一层细弱的骨螺旋板(螺旋板)分隔,从耳蜗轴突出,并将耳蜗管中阶划分为下部称为鼓室阶、蜗管中阶和上部称为前庭阶[The cochlea spiral is divided by a delicate osseous lamina (spiral lamina), projected from the modiolus, and divides the cochlear canal into a lower portion named scala tympani, scala media, and the upper portion scala vestibuli.]。鼓室阶和前庭阶通过耳蜗顶端的一个叫做蜗孔的开口交通(The scala tympani and scala vestibule communicate through an opening called the helicotrema, at the cochlear apex)。鼓室阶和前庭阶内充满外淋巴液,蜗管中阶充满内淋巴液(The scala tympani and scala vestibuli are filled with perilymph and the scala media with endolymph)。三个腔室中最下面的是鼓室阶,有一个基孔,即圆窗,而上面的前庭阶,有另一个开口,称为椭圆窗(The lowermost of the 3 chambers, the scala tympani, has a basal aperture, the round window, and the upper one, the scala vestibule, has another opening called the oval window.)。蜗管中阶或耳蜗管中阶沿其大部分长度将这两个腔室分开(The scala media or cochlear duct separates these 2 chambers along most of their length)(图2)。
图2 (A, C)正常耳蜗解剖示意图和(B)耳蜗转动解剖示意图。缩写:AT =根尖转;BT =基底转;CN =耳蜗神经;MD =耳轴;MT =中转;OC = 螺旋器器官;SM =中阶蜗管 ;ST =鼓室阶 ;SV =前庭管。
即使使用指南,轮廓的观察者之间的变化是富有表现力的;然而,这些指南并没有被广泛接受。脑肿瘤患者的OARs的具体指南通常会提到耳蜗勾画的重要性,但没有对前庭耳蜗器官的每个组成部分进行一步一步的描述。大多数耳蜗勾画的指南建议只包括耳蜗。因此,制定了可接受的限制约束,而不包括前庭成分,其辐射引起的毒性可能与临床相关。有一个指南成功地将前庭器官包括在耳蜗推荐中;然而,没有进行剂量学方面的考虑。本文旨在为接受立体定向放射外科(SRS)治疗的患者创建一个详细的一步一步的整个前庭耳蜗器官勾画指南。
材料和方法
由7名医生(FCFR、LHB、FHY、APAP、DRFN、MTMS、SAH)组成的小组接受了耳蜗解剖培训,共接收了12名影像学诊断为VS的患者,这些患者接受过消融放射治疗,消融放射治疗分1到5次分割。两名小组成员(SAH和GNM)是具有神经肿瘤学专业知识的放射肿瘤学家,5名是放射肿瘤学的最后一年住院医师。这些病例由高级放射肿瘤学家和2名神经影像科医生(GWOG和ULP)进行勾画和验证。
总体肿瘤体积轮廓勾画,并获得1毫米的边缘外扩(1-mm margin ),以得出靶体积。计算机断层扫描(CT)的层厚应为1mm。对于内淋巴液的可视化,高分辨率,1mm厚,T2加权磁共振成像(MRI)扫描是必不可少的。可能会出现几何扭曲,必须仔细识别和纠正。我们对窗口设置的一般建议是使用3000到4500的窗宽和400到800的窗宽。
对于固定,我们使用热塑性面罩,通常用于放射肿瘤学实践。建议确保面罩是为无框架SRS治疗程序设计的,虽然有框架SRS治疗是另一种可能的选择。
经过充分的模拟,最好使用骨结构进行这些检查的登记。同样重要的是,所有的体积在轴位平面上是512 × 512矩阵分辨率。
轮廓勾画的推荐步骤
1.使用高分辨率矩阵创建危及器官(OAR)结构集。其中一个将代表整个前庭耳蜗系统。
2.继续在计划CT和MRI序列之间进行配准。配准必须优先考虑内听道。
3.切换到T2加权MRI。
4.前庭耳蜗系统的轮廓必须包括在颞骨上部可见的前半规管(图3A)。
5.前庭部分和耳蜗可以在内听道水平勾画,只要勾画半规管的一部分和耳蜗(图3B)。
6.勾画必须延伸到后半规管的最终可见部分(图3C)。
图4显示了更详细的解剖细节,每个部分中的结构轮廓与前面详细的一样。
图3图A、B和C是轴位切片,展示了T2加权MRI的轮廓步骤。红色为半规管,蓝色为前庭,绿色为耳蜗。橙色的体积代表VS,定义为GTV。出于解剖目的,每个组成部分分别勾画,但在临床实践中,它们可以一起勾画。缩写:MRI=磁共振成像;GTV =总体积;VS =前庭神经鞘瘤。
图4磁共振成像(MRI)的轴位薄层,当与计算机断层扫描合并时有助于区分结构。
CT扫描也有助于重复检查轮廓结构,尽管建议使用MRI,并且在创建该工具时至关重要。图5显示了允许识别前庭耳蜗系统组成部分的解剖标志。
图5从A到F,头尾向图显示了计算机断层扫描的轴位薄层,显示浅蓝色的半圆,耳蜗(黄色),前庭(棕色),中耳(深蓝色)和外耳道(EAM)(灰色)。除中耳和外耳道外,所有这些结构都必须包含在最终体积中。
结果
我们得到的Dice系数为0.75±0.03,这表明轮廓体积之间存在显著的相关性。在常规等高线法最大剂量和中等剂量都更大的备选假设下,我们发现中等剂量+15.62%与-25.99%之间存在统计学显著差异(P <0.008)最大剂量+12.78 ~ -12.78%无显著差异(P =0.612)。三维重建(图6)显示了通过将所提出的指南与其他用于耳蜗轮廓的指南进行比较,期望的耳蜗体积的差异。
图6整个前庭耳蜗系统(红色体积)与耳蜗根据大多数指南(浅绿色体积)的最终三维重建对比。
讨论
本研究提供了一种简单的方法来了解前庭耳蜗解剖结构,并可用于日常实践,作为OAR描绘的工具。Dice系数在数学上表明,这一指南在我们的小组中很容易复制,对其他医生来说可能也很容易。
从结果来看,我们观察到任何体积的最大剂量,传统方法和本研究提出的轮廓勾画法之间没有统计学差异(P =0.612)。这可以用以下事实来解释:所受照的最大剂量取决于计划靶体积的位置和大小。然而,常规轮廓勾画的中剂量较小(P = 0.008)。这可能表明,如果不包括前庭成分,这些结构可能会接受比预期更多的剂量,而不是由计划软件识别。
辐射可能导致内耳结构进行性退化,甚至骨化,从而导致听力丧失。这是发生在小血管中的内皮反应导致血管功能不全的结果。据推测,纹状血管细胞负责产生内淋巴液,而这些细胞的缺血可能导致听力丧失、眩晕和头晕。
大多数指南建议只勾画耳蜗作为危及器官,不包括前庭部分。高度适形治疗的时代导致需要更好地理解周围结构所受照的剂量。在逆向计划中,没有勾画的结构不用于优化策略,导致没有勾画的结构会受照较大的剂量。这引起了特别的关注,因为越来越多的证据表明,对前庭耳蜗系统前庭部分的照射可导致临床显著症状,而且由于它没有轮廓勾画,没有明确的限制约束。因此,解决这一问题的第一步是规范勾画前庭。
最近,回顾性系列报道了24.1%的患者在SRS治疗后出现不平衡,15%的患者在SRS或分割放疗后出现步态不。在SRS治疗中,迷路受照的平均剂量为5.7 Gy,与步态不稳相关的剂量为11.5 Gy
头晕是另一个必须评估的毒性终点。回顾性数据支持剂量与头晕加重之间存在相关性;这些数据表明5Gy的剂量在统计学上与这种副作用有关。这些数据是通过回顾性系列提取的,也得出结论,需要更多的数据来建立一个可靠的前庭耳蜗系统前庭部分的约束。同样值得注意的是,听力损失仍然是研究最多的副作用。
Timmerman等表明,给予耳蜗的剂量超过9 Gy会增加听力损失的风险,尽管Chung等作者报告了SRS治疗方案中剂量超过6.5 Gy的听力损失显著,P = 0.04。Bhandare等报道,在耳蜗受照最大剂量小于4.2 Gy的VS患者中,接受SRS治疗的听力保留率为100%。
对于分割治疗,Marks等报告了37%的内耳剂量大于60Gy的患者听力损失,而接受较低剂量的患者听力损失为5%。临床正常组织效应定量分析(QUANTEC)的正式建议是中位剂量为45Gy,最大剂量为60Gy,接受40Gy的体积相当于处于危险中的器官体积的不到2%。
如所示,与前庭-耳蜗系统相比,关于耳蜗限制的数据和建议更多,回顾性数据表明,前庭毒性也在生活质量中起着重要作用。
另一个问题必须正式讨论。大约90%的VS患者在诊断时表现出一定程度的听力损失,高达60%的患者表现出平衡受损这些症状的恶化可能与肿瘤再生或放射毒性有关,尽管区分两者可能具有挑战性。
为了帮助解决这个问题,建议进行基线听力学和前庭测试(baseline audiometry and vestibular tests),例如,颈椎前庭诱发肌生成电位( cervical vestibular–evoked myogenic potentials)和双耳同时冷热测试(bithermal caloric testing)这些基线参数的变化必须通过脑MRI进行调查,尽管医生必须意识到SRS治疗后的假性进展。随访期间的持续生长可能是肿瘤再生继发毒性的最佳指标。然而,这仍然是一个具有挑战性的话题,必须以个性化和多学科的方式加以解决。
需要指出的是,本研究并不打算评估临床结果,这将需要更多的患者和更长时间的随访。然而,我们的目的是促进前庭-耳蜗轮廓勾画的标准化。
本研究有其局限性:第一,回顾性设计导致统计效果降低;第二,观察员和病例数量减少;第三,本文没有得到其他机构的验证,尽管这是我们分享它的目的之一。
结论
通过本报告,我们制定了一个易于访问和易于使用的工具,用于前庭耳蜗勾画,可用于危及器官的描绘。我们相信这个指南可能会增加包括所有前庭耳蜗成分的机会,允许更精确的剂量学读数。此外,可以开展进一步的研究,以确定前庭耳蜗系统的每个组成部分的具体限制约束。