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文摘
Radiographics:放疗引起的中枢神经系统变化影像学征象
文摘
2024-11-22 08:10
天津
博雅影像学
在放射治疗
(RT)
计划中,精确描绘和最佳保留处于危险中的器官是最重要的一点。神经放射学领域中经常讨论的高危器官包括
:
脑干、海马体、脑垂、视神经和视交叉、
Willis
环、耳蜗、视网膜、晶状体、泪腺、唾液腺、甲状腺、脊髓、马尾和臂丛神经。
在过去的几十年里,放射治疗的计划和实施技术有了很大的发展。从各个方向的放射传递和具有高清成像的
RT
计划使得目标区域的形状尽可能紧密地符合肿瘤,同时减少治疗中包含正常组织。发展为三维适形放射治疗技术,随后出现了调强放射治疗
(IMRT)
和立体定向放射治疗
/
放射外科等技术。质子束疗法的出现也取得了进步,质子粒子的特性被用来更好地控制放射治疗的深度。
尽管
RT
技术的进步大大改善了辐射的传递,但周围的结构不可避免地会受到一些辐射,特别是由于输送到目标肿瘤的高剂量。在治疗后成像中可能会观察到各种各样的辐射诱发变化。随着肿瘤学治疗选择的不断扩大和长期生存率的提高,诊断放射科医生应熟悉放疗后的预期影像学表现,并仔细鉴别肿瘤复发。
在本文中,我们回顾了放疗诱发损伤的病理生理学基础,并讨论了放疗后的时间表和预期影像学表现,包括放疗联合化疗后的影像学特征。特别注意有助于区分预期的治疗后变化和复发性疾病的影像学特征,然后讨论先进影像学技术的作用。
辐射性损伤的病理生理学
在中枢神经系统(
CNS
)中,辐射的影响大致可分为对血管内皮细胞的影响和对神经胶质细胞(特别是少突胶质细胞)的直接影响。
血管内皮损伤导致通透性改变,导致血管源性水肿和血脑屏障(
BBB
)或血脊髓屏障破坏。临床前研究表明,内皮损伤可能发生在照射后的最初
24
小时内。内皮损伤可导致其他晚期血管效应,例如毛细血管扩张、血栓形成、小血管闭塞、纤维蛋白样沉积和血管壁玻璃样增厚。缺血性中风或出血可能在放疗后数月至数年发生。
少突胶质细胞是放射线最敏感的神经胶质细胞类型,在相对低剂量的照射后,细胞死亡发生得相当早。辐射不仅会减少成熟少突胶质细胞的数量,还会诱发其前体(
2
型少突胶质细胞星形胶质细胞)的丢失。这导致无法替换正常翻转的少突胶质细胞,最终导致脱髓鞘。
此外,细胞组成也发生了变化,例如反应性星形胶质细胞(神经胶质增生)和小胶质细胞的数量增加。据报道,这些反应性细胞会产生活性氧、促炎细胞因子和生长因子(例如,血管内皮生长因子
[VEGF]
),从而导致进一步的细胞毒性作用和组织损伤循环。辐射对增殖的神经胶质细胞祖细胞(包括神经干细胞、神经元前体细胞和神经胶质前体细胞)具有细胞毒性。负责海马神经发生和白质完整性的祖细胞群的慢性损伤可能在晚期迟发性放疗诱发的神经毒性作用中起主要作用,包括认知障碍和白质疾病。
放疗后的影像学检查
根据表达时间,辐射诱发的损伤可分为三个阶段:急性、早期延迟(表
1
)和晚期延迟(表
2
)。急性和早期延迟损伤通常是短暂的和可逆的,而晚期延迟损伤通常是不可逆的。为了正确解释影像学检查,放射科医生应熟悉放疗后的预期影像学表现,并仔细区分它们与肿瘤复发。在随访影像学检查中识别辐射诱发的变化的关键是了解(
a
)放疗后经过的时间,(
b
)目标病变的位置,以及(
c
)包含的正常结构的数量。
根据表现的时间,放射性损伤可分为三个阶段
:
急性、早期延迟
(
表
1)
和晚期延迟
(
表
2)
。急性和早期延迟损伤通常是短暂和可逆的,而晚期延迟损伤通常是不可逆的。为了正确解读影像学表现,放射科医师应该熟悉放疗后的预期影像学表现,并仔细区分它们与肿瘤复发。在随访影像中识别辐射诱发变化的关键是了解
(a)
放疗后经过的时间,
(b)
目标病变的位置,
(c)
包括正常结构大小。
表
1
:急性期和早期延迟期辐射诱发的神经毒性作用
表
2
:晚期延迟期辐射诱发的神经毒性作用
急性期和早期延迟期的影像学检查
急性放射性脑损伤可能在照射后数天至数周内表现为急性放射性脑病,尤其是在高颅压患者中。急性放射性脑病的临床表现包括当前神经系统症状的恶化,以及颅内压升高的症状和体征,如恶心、呕吐、嗜睡和头痛(表
1
)。症状大多是短暂的和可逆的,尽管皮质类固醇可以缓解它们。毛细血管通透性改变、
BBB
破坏和血管源性水肿被认为是急性放射性脑病的潜在病因。
MRI
的影像学表现通常没有变化,但可以证明弥漫性脑肿胀。由于对剂量、时间表和毒性之间关系更好理解,急性放射性脑病在现代治疗技术中很少见。
早期迟发性脑损伤通常发生在辐照后
1-6
个月。许多症状与急性辐射损伤相似,以头痛、厌食、恶心和呕吐最为常见。患者还可能出现嗜睡、疲劳、先前存在的神经系统症状的短暂恶化,以及在
RT
完成后数周或数月的过程中出现可逆性记忆缺陷(表
1
)。
除了血管源性水肿和
BBB
或血脊髓屏障破坏外,短暂性脱髓鞘被认为是导致早期延迟性放射诱发损伤的原因。通常在几周内症状的自发恢复,尽管有时需要皮质类固醇来控制体征和症状。
MRI
表现可能有所不同,从
T2
上的非增强白质高信号(图
1
)到受照射肿瘤附近新的或增加的强化病灶。
图
1. 43
岁男性因左前庭神经鞘瘤接受立体定向放射外科手术的脑膜水肿(箭头)。(
a
)立体定向放射外科手术后
1
个月
T2
显示左小脑中脚和小脑半球瘤周水肿(箭头)。(
b
)立体定向放射外科手术后
12
个月
T2
显示瘤周水肿自发消退。
如果对脊柱进行放射治疗,很容易识别出一种自限性早期延迟反应,称为
Lhermitte
征(表
1
)。它发生在放疗后
2-4
个月的潜伏期后,其特征是颈部屈曲时脊柱和四肢出现类似电击的感觉。放疗后的
Lhermitte
体征通常在几个月后临床完全恢复,与永久性脊髓病无关。
放疗诱发的白质脑病
白质脑病通常被认为是一种迟发性副作用,被认为是在放疗后几个月以上出现的。病理生理机制包括少突胶质细胞受损,从而导致轴突脱髓鞘和血管内皮细胞破坏,导致凝固性坏死、血管增厚和局灶性矿化。
辐射诱发的白质脑病可能是亚临床的,至少在最初是这样,尽管它可能导致认知缺陷,包括学习、记忆、执行功能、注意力和注意力的损害,有时会发展成痴呆和步态障碍。全脑
RT
后认知障碍很常见。由于神经干细胞的存在,认知功能障碍被认为与海马齿状回中受照射组织体积数量成正比。因此,保留海马体最近成为治疗计划过程中的一个重要点。
辐射诱发的脑白质病的发病率各不相同,但随着随访时间的延长而增加。在接受全脑
RT
治疗脑转移的患者中,
6
个月时放射性脑白质病的发生率约为
30%
,
3
年时为
100%
。与辐射引起的脑白质病相关的危险因素包括更高的总照射剂量、较高的每次分剂量和更大组织照射体积。使用同步或序贯化疗,特别是甲氨蝶呤,可能会显着增加放射诱发的白质脑病的发生率和严重程度。
放射性脑白质病的影像特征是
T2
或
FLAIR
脑白质高信号,通常没有增强或明显的肿块效应。全脑放疗后通常表现为弥漫性和对称性受累,皮质下
U
纤维、胼胝体和灰质相对不受影响。脑白质病变通常在开始时围绕脑室周围脑白质发展,并在几个月或几年内发展为弥漫性脑白质改变,伴有不同程度的脑萎缩
(
图
2)
。
图
2.
53
岁女性接受全脑放疗(
RT
)和化疗(包括甲氨蝶呤)治疗原发性中枢神经系统(
CNS
)淋巴瘤的放射诱发性白质脑病。治疗后
3
个月(
a
)和
6
个月(
b
)的
T2
显示对称性弥漫性白质高信号和萎缩,并在整个过程中进展。
播散性坏死性白质脑病
播散性坏死性白质脑病(
DNL
)是一种急性和严重的白质脑病。
DNL
是一种可能致命的治疗并发症,涉及鞘内给予化疗药物(如甲氨蝶呤)。对少突胶质细胞的直接毒性作用和内皮损伤引起的血管损伤已被提出为甲氨蝶呤相关神经毒性作用的可能机制。
DNL
可由甲氨蝶呤单独治疗或与
RT
联合治疗引起。照射后血脑屏障的破坏和甲氨蝶呤的保留可能会增加或协同导致甲氨蝶呤更容易通过脑组织扩散,导致深部白质坏死。临床上,
DNL
的特征是治疗后神经系统症状迅速恶化,这可能是致命的。主要特征包括人格改变、意识模糊、共济失调、癫痫发作和昏迷。甲氨蝶呤和
RT
导致
DNL
的临界剂量和潜伏期各不相同,但较高剂量更可能导致
DNL
。
DNL
的组织学异常主要出现在脑白质,包括实质和血管受累。实质变化包括凝固性坏死、脱髓鞘、星形胶质细胞肥大、轴突肿胀和严重的海绵状状态。血管变化包括纤维蛋白样变性和血管玻璃样增厚,在静脉侧的小静脉和毛细血管中尤为明显。
CT
显示脑白质弥漫性通常对称的低密度,部分不对称受累。
CT
随访的一例
DNL
病例中报告了坏死深部白质区域的钙化面积逐渐增大
(17)
。在
MRI
中,可以在
DNL
观察到
T2
高信号区和小的不规则
T2
低信号病灶
(
图
3)
。
T2
低信号区提示血管损伤和凝固性坏死。
图
3. 40
岁原发性
CNS
淋巴瘤女性的播散性坏死性白质脑病(
DNL
)。在接受鞘内注射甲氨蝶呤和全脑
RT
后,她表现为行为、攻击性和记忆丧失的变化。(
a
)
T2
显示累及双侧额叶和颞叶的广泛白质高信号,并伴有多个低信号病灶(箭头)。
T2
低信号病灶在弥散加权图像上为高信号(
b
中的箭头),在表观弥散系数(
ADC
)图上为低信号(
c
中的箭头)。(
d
)增强
T1
显示
T2
低信号病灶具有环形增强(箭头)。
注射造影剂后的增强模式可能是斑片状或弥漫性
(
图
3)
。
DWI
扩散受限存在可变性
(
图
3)
。占位效应在
DNL
并不常见,曾报道过多发性肿块样病变。治疗后快速临床恶化是
DNL
的特征,连续随访图像可能揭示
DNL
从轻度白质脑病进展为多灶性坏死。
放射性坏死
脑放射性坏死是一种严重的晚期延迟并发症,在潜伏期数月后出现,尽管范围很广,有报道照射后
10
年以上发病病例。放射性坏死的组织病理学特征包括血管中的纤维蛋白样改变、凝固性坏死、脱髓鞘和胶质增生。
BBB
的破坏(如钆增强图像上所示)可能部分是通过缺氧反应释放的血管内皮生长因子
(VEGF)
介导的。
据报道,脑肿瘤放疗后放射性坏死的发生率为
3%
至
24%
。当每次分次施用高剂量时,更有可能发生放射性坏死,并且化疗与
RT
的联合使用可能在治疗相关坏死的发展中发挥作用。靶向治疗和免疫治疗也可能增加治疗相关坏死的风险。
放射性坏死通常发生在肿瘤原发部位或附近,即接受最高辐射剂量的部位。放射性坏死也可发生在部分正常脑实质,包括在脑外肿瘤的治疗范围内,例如在一些鼻咽癌治疗患者中发生的颞叶坏死(图
4
)。局部脑坏死所产生的症状取决于病变的位置,可包括局灶性神经功能缺损或颅内压升高等更广泛的体征和症状。
图
4. 57
岁男性因右侧鼻咽癌接受
RT
的放射性坏死。(
a
)放疗后
5
年增强
T1
显示右侧颞叶的增强病灶(箭头)。(
b
)放疗后
5
年的脂肪饱和
T2
显示增强病变周围的白质高信号(箭头)。(
c
)放疗后
7
年的脂肪饱和
T2
显示高信号白质病变(箭头)的自发消退。(
d
)放疗后
9
年的脂肪饱和
T2
显示囊肿形成(箭头)伴白质高信号增加(箭头)。
贝伐珠单抗是一种抗
VEGF
单克隆抗体,可改善特定脑放射性坏死病例的神经系统症状和影像学表现。症状性或放射学复发并不少见,一些患者需要再次使用贝伐珠单抗治疗。贝伐珠单抗的已知不良反应是高血压和脑出血。有时需要手术切除坏死组织,特别是在放射学改变是否预示肿瘤进展或放射性坏死存在诊断不确定性的情况下,或者在严重坏死的患者中存在贝伐单抗禁忌症(如出血)。
常规
MRI
通常显示一个增强的肿块病灶,伴有中央坏死和反应性水肿
(
图
4)
。增强模式通常被描述为“扩散波前”,这意味着增强边界不清,或“肥皂泡样”或“瑞士奶酪样”,这意味着增强病变包括不同大小的中央非增强坏死成分。可能存在多处病变,如果远处的部位在放射野中,一些病灶可能会在远离肿瘤原始部位的地方发展。可咨询放射肿瘤学家和放射剂量图。
放射性坏死随着肿瘤样生长而进展,会导致白质和皮层显著萎缩,并导致局灶性脑萎缩。脑室周围白质是最易发生放射性坏死的区域之一。这可能是由于该神经解剖区域缺乏侧支血管的长髓动脉的血液供应相对较差,使其容易受到照射后血管病变产生的缺血效应。放射性坏死的影像学表现并不总是不可逆的和进行性的,但可以是静止的、减少的,甚至在随访中消失
(
图
4)
。
白质病变是放疗后最早和最常见的表现,其次是强化病变,往往随着大小的增加而坏死。白质病变和增强病变比囊肿更容易消退,并且都可以完全消退。囊肿是最不常见的放射性损伤类型,它是从表现为坏死的强化病变发展而来的
(
图
4)
。
区分放射性坏死与肿瘤复发的常规成像
常规影像学上放射性坏死的放射学特征与复发性肿瘤重叠,包括高级原发性脑肿瘤和脑转移瘤;因此,图像解释可能具有挑战性。确诊可能需要对可疑病变进行活检,特别是在有症状且影像学表现随时间推移而恶化的患者中。即使在组织病理学,残留或复发的肿瘤混合放射性坏死也是常见现象。
虽然不总是可靠的,一些临床或影像学特征可能有助于诊断放射性坏死和肿瘤复发。首先是自
RT
经过的时间。放射性坏死通常在几个月的潜伏期后出现。从放疗结束到放射性坏死发作的平均间隔时间为
11.6
个月
(
范围
2-32
个月
)
,其中
67%
的病例发生在放疗后
1
年,
85%
发生在
2
年;精算发生率在
3
年后达到稳定。尽管范围可能很广,但神经胶质瘤患者放疗后
2
年内通常会出现放射性坏死,放疗后
3
年开始出现新的或恶化的异常不太可能是由于单纯的放射性坏死。
其次是
MRI
多模式的联合使用。
Mullins
等人回顾性回顾了
27
例接受质子束
RT
治疗的高级别胶质瘤患者的
MR
图像上新的增强病灶
;
将这些结果与随后脑活检的病理确诊进行了比较。评估的
MRI
特征是胼胝体受累、中线扩散、室管膜下扩散、新的离散多发增强病灶、“扩散波前”外观和透明隔受累。
MRI
没有任何单个迹象是显著的。胼胝体受累与多个增强病变—有或没有越过中线和室管膜下扩散—具有统计学意义,主要有利于胶质瘤复发。他们得出结论,增强模式的组合比单个模式更有可能区分坏死与肿瘤进展。
第三是认识鼻咽癌放疗后颞叶的常见受累
(
图
4)
。鼻咽癌的辐射野包括颅底、颞叶的下侧和内侧经常受到照射,这导致有效辐射剂量超过神经组织的耐受极限,并导致颞叶坏死的高风险。。鼻咽癌调强放疗
(IMRT)
后颞叶坏死的发生率从
3%
到
14%
不等。类似地对于眼眶和鼻旁或鼻部肿瘤,额叶和颞叶经常受到放疗的影响。与其他原发部位相比,头颈部恶性肿瘤的脑转移相对少见。
鼻咽癌患者放射性坏死的潜伏期可能因单次剂量、总治疗时间、放疗技术、原发肿瘤的大小和范围以及联合化疗而异。在一项对
124
名曾接受鼻咽癌放射治疗的患者的颞叶
MRI
特征的回顾性分析中,首次使用
MRI
检测白质病变放疗后的中位时间为
66
个月
(
范围为
12-216
个月
)
,增强病变的中位时间为
72
个月
(
范围为
12-192
个月
)
,囊肿的中位时间为
117
个月
(
范围为
48-216
个月
)
。
用于鉴别放射性坏死和肿瘤复发的高级成像技术
已经研究了几种先进的成像技术,试图区分放射性坏死和肿瘤复发。扩散加权成像已被研究为肿瘤细胞性的潜在生物标志物,以区分复发肿瘤和坏死。弥散受限提示细胞增多,低表观扩散系数
(ADC)
通常有利于肿瘤复发的诊断
(
图
5)
,区分神经胶质瘤复发和放射性坏死的综合灵敏度为
71%
,特异性为
87%
。
图
5. 27
岁女性的右颞叶间变性多形性黄色星形细胞瘤术后复发,她在
6
个月前手术切除和替莫唑胺放疗(标准分步放疗
RT
)治疗。(
a
)增强
T1
显示切除腔周围的增强病灶(箭头)。病灶(箭头)在弥散加权图像(
b
)上为高信号,在表观弥散系数(
ADC
)图(
c
)上为低信号,符合扩散受限。(
d
)
TE-144
毫秒单体素
MRS
波谱显示胆碱
/
肌酸(
Cho/Cre
)和胆碱
/N-
乙酰天冬氨酸(
Cho/NAA
)比率增加。组织病理学分析显示肿瘤复发。
然而,这两种情况之间可能存在
ADC
的高度重叠,特别是当存在活肿瘤混合坏死时。此外,
ADC
可能受到同一病灶中共存的多种病理生理过程的影响,例如液化性坏死、凝固性坏死、出血、钙化、水肿、胶质增生、纤维化和辐射引起的炎性浸润。
ADC
明显低的放射性坏死
;
这可能是由于坏死早期炎性浸润的高粘度和细胞组成,或者继发于后期病变中胶质增生或纤维化瘢痕形成。
MRS
波谱通过有关代谢变化的信息来识别肿瘤复发。复发性脑肿瘤表现出胆碱
/
肌酸(
Cho/Cr
)和胆碱
/N-
乙酰天冬氨酸(
Cho/NAA
)高比值(图
5
),而放射性坏死表现出乳酸和脂质峰增加。
Cho/NAA
比值(分别为
88%
和
86%
)和
Cho/Cr
比值(分别为
83%
和
83%
)在区分复发性胶质瘤和放射性坏死方面的综合敏感性和特异性。
MRS
在靠近脑室系统或颅骨的病变中的应用受到限制,因为它们可能由于信号污染而产生不可靠的测量结果。手术夹也会破坏局部视野的均匀性,回波时间的选择也被认为对某些代谢物的检测有显著影响。
使用单体素光谱法不能很好地评估包含肿瘤组织和正常或辐射损伤脑组织的异质性病变。单体素光谱测量所选图像体积中的平均代谢物浓度,这可能会导致光谱图不准确,并无法明确区分肿瘤复发和放射性坏死。单体素光谱也具有理想体素位置不确定和可能存在选择偏差的缺点。二维和三维多体素光谱都可以对多个散在区域进行采样,这对于辨别肿瘤复发和放射损伤之间的细微差异以及识别同一增强病变中肿瘤和炎症变化的区域可能是必要的。
动态磁化率对比(
DSC
)
MRI
是脑肿瘤使用最广泛的灌注技术。
DSC
灌注
MRI
依赖于基于钆的造影剂的
T2
和
T2*
缩短作用,并涉及快速成像以捕获由于静脉内团注造影剂的首次通过而导致的信号变化。在脑肿瘤的情况下,
DSC MRI
得出的主要参数是相对脑血容量(
rCBV
)。
rCBV
是脑血容量的间接指标,通常相对于对侧正常白质中的感兴趣区域(
ROI
)值计算。放射性坏死通常会导致低灌注伴
rCBV
降低(图
6
),而高级别肿瘤复发会导致高
rCBV
。
图
6. 48
岁女性的放射性坏死,手术切除和
RT
(标准分步放疗
RT
)治疗左顶叶星形细胞瘤后出现缓慢进展的右侧无力。(
a
)增强
T1
显示切除腔周围的增强病灶(箭头)。(
b
)
DSC
灌注相对脑血容量(
rCBV
)图显示
rCBV
降低(箭头)。
区分复发性高级别胶质瘤和放射性坏死的综合灵敏度为
87%
,特异性为
86%
。这两种情况之间存在高度重叠,因为
(a)
经常有存活的肿瘤与坏死混合,
(b)
在放射性坏死中可能出现增生性扩张的血管,
(c)
造影剂渗漏引起的
BBB
破坏干扰了
CBV
的精确测量,
(d)
对“正常白质”的
ROI
的选择是可变的。此外,当瘀点出血发生在肿瘤复发区域时,可能会产生易感性伪影并降低
rCBV
值。
相对峰高
(rPH)
和信号恢复百分比
(PSR)
是可以从
DSC MRI
获得的两个其他灌注参数。
rPH
代表当造影剂通过毛细血管时信号强度的最大变化。首先通过一个
ROI
在造影剂施用前后的差异来计算峰值,然后计算与对侧正常白质的比率。已经证实
rPH
与
rCBV
高度相关,并且在肿瘤复发中显著高于放射性坏死,
rPH
临界值为
1.38
时,区分复发胶质母细胞瘤和放射性坏死的灵敏度为
89%
,特异性为
81%
,
rPH
值高于
2.17
仅在复发肿瘤中观察到。
PSR
是通过比较造影剂通过期间的最低信号与信号
-
时间曲线上的对比后信号来确定的。
PSR
提供有关造影剂通过毛细血管环渗漏的信息,相对于对侧白质的相对
PSR (rPSR)
标准化,预计放射性坏死比复发性肿瘤更高,
rPSR
临界值为
87.3
时,区分复发性胶质母细胞瘤和放射性坏死的敏感性为
78%
,特异性为
76%
。
另一种不太常用的灌注技术是动态增强(
DCE
)
MRI
,它涉及在长时间(通常为
5
分钟或更长时间)注射造影剂后进行
T1
加权成像,以评估造影剂通过
BBB
的渗漏。对于
DCE MRI
,直接测量血管体积(
CBV
),无需推注造影剂或校正动态时间序列。
CBV
在
DCE MRI
中为绝对数值
;
没有必要将数据标准化为对侧正常白质。
DCE MRI
也可能在由于磁化伪影(例如出血或手术夹闭)而无法解释
DSC
图像的情况下提供帮助。
除了评估病灶的血容量,
DCE MRI
还可以评估血管的渗透性。血浆和血管外细胞外间隙之间的体积转移常数
(Ktrans)
是最常用的血管通透性测量参数,
Ktrans
通常在放射性坏死区域较低,尽管该量化高度依赖于所用的药代动力学模型。虽然
DCE
在普通应用有限,但通常采用的场景是在注射前负荷推注期间采集
DCE
图像,该推注是为
DSC
成像做准备。比较
DCE
和
DSC
成像在区分治疗的高级别胶质瘤的肿瘤复发和放射性坏死方面的诊断准确性,发现
DSC
衍生的
CBV
测量比
DCE
衍生的参数更准确,包括渗透性参数
(Ktrans)
。
一种无创灌注
MRI
技术是动脉自旋标记(
ASL
),它使用磁性标记的血液作为内源性示踪剂。尽管其用于神经肿瘤适应症并不广泛,但与基于造影剂的灌注成像技术相比,它具有几个优势。对于肾功能差、静脉通路困难且预期长期随访有钆剂潴留风险的患者,不给予外源性造影剂的无创技术可能更可取。
ASL
成像的另一个优点是脑血流(
CBF
)量化不受
BBB
破坏造影剂渗漏的影响。复发性胶质瘤患者的
CBF
高于放射性坏死患者。
ASL
成像的常见伪影包括磁化率效应导致的运动、信号丢失和失真、残余血管信号导致的亮点(具有高灌注的体素随机簇)以及由于局部磁化伪影导致流入的血液标记失败。
氟
18
(
18F
)氟脱氧葡萄糖(
FDG
)
PET
摄取增加提示肿瘤,而摄取不足更提示坏死。
18F-FDG PET
的应用可能受到限制,因为
(a)
当复发肿瘤主要由坏死组成时,可注意到假性的低
18F-FDG
摄取,
(b)
复发肿瘤的假阳性结果可由亚临床癫痫发作引起的摄取增加引起,
(c)
邻近正常皮层的高摄取可降低敏感性,
(d)
许多放射性坏死病例实际上是高代谢。氨基酸碳
11 (11C)
甲硫氨酸可用于
PET
,并且在区分放射性坏死和肿瘤复发方面可能比
18F-FDG
具有优势。生理吸收、解剖变异和炎症等非肿瘤性病变可能导致假阳性结果。
假性进展
假性进展是一种亚急性治疗相关效应,具有类似于肿瘤进展的
MRI
特征。患者在
MRI
上可表现为造影剂增强增加和瘤周水肿(图
7
)。诊断假性进展通常根据影像学检查结果的自发改善或稳定而进行回顾性检查,无需干预。
图
7. 52
岁女性假性进展,在大体完全切除左额叶胶质母细胞瘤的增强成分后,接受替莫唑胺放化疗(
CRT
)(标准分步放疗
RT
)。(
a
)肿瘤大体全切除后即刻增强
T1
。(
b
)
CRT1
个月后增强
T1
显示切除腔周围的增强(箭头)。(
c
)
CRT
后
4
个月的随访图像显示病变自发消退。
假性进展通常在高级别或低级别胶质瘤的
RT
和联合替莫唑胺治疗的情况下发生,但也观察到免疫检查点抑制剂与
RT
联合治疗脑转移以及在手术腔中放置化疗晶片的情况下。假性进展通常在放化疗(
CRT
)后
3
个月内发生,并且通常无临床症状。假性进展早于仅在
RT
后放射性坏死的典型时期
;
通常被归类为对辐射的早期迟发性反应。
假性进展最有可能是由炎症成分、水肿和异常血管通透性引起的显著局部组织反应诱发的,导致
MRI
出现新的或增大的强化区。在病理学上,发现假性进展对应于胶质增生和反应性辐射诱发变化,没有存活肿瘤的证据。假性进展可能代表对有效治疗的过度反应,除了导致炎症和通透性增加的少突胶质细胞损伤外,还包括血管内皮和
BBB
的早期变化。假进展的发生率可能随着更高剂量的
RT
而增加。
具有甲基化
O6
–甲基鸟嘌呤
DNA
甲基转移酶
(MGMT)
基因启动子的患者更经常出现假性进展。
MGMT
是一种
DNA
修复酶,在诱发替莫唑胺化疗耐药性中起重要作用。缺乏
MGMT(
由于基因启动子甲基化
)
的肿瘤细胞对替莫唑胺的敏感性增加。如前所述,假性进展可能是对有效治疗的夸大反应。假性进展患者中
MGMT
基因启动子甲基化率较高可能与替莫唑胺
CRT
治疗残余肿瘤负荷的疗效有关。
在
CRT
完成时影像学表现恶化的患者中,约
30%-50%
的患者假性进展临床或活检确定,其余
50%-70%
有真正的肿瘤进展。
区分假性肿瘤进展和真性肿瘤进展的唯一方法是对患者进行随访检查,因为常规
MRI
不能完全区分这两种情况。在整个随访期内,可以每隔
2-3
个月定期进行影像检查。在临床实践中,以下特征可能是有帮助的
:(a)
症状的存在和
(b)MGMT
基因启动子的甲基化状态。
假性进展通常无症状,而真正的肿瘤进展更可能与临床衰退有关。
67%
的真正肿瘤进展患者和
33%
的假性肿瘤进展患者出现症状。
MGMT
基因启动子的甲基化状态是评价
CRT
治疗后早期影像学改变的一个重要临床因素。甲基化
MGMT
启动子肿瘤患者的假进展概率为
91.3%
,非甲基化
MGMT
启动子肿瘤患者的真实肿瘤进展概率为
59%
。
运用多种先进的成像技术,试图区分假性进展和真正的肿瘤进展,包括扩散加权成像、动态磁化率对比
(DSC)
灌注
MRI
、动态对比增强
(DCE)
灌注
MRI
、动脉自旋标记
(ASL)
成像
(50)
和
MRS
波谱。没有一种单一的成像方式已经在前瞻性试验中得到验证,并被证实具有足够的特异性来确定诊断。磁共振波谱和扩散加权成像和
/
或灌注成像的结合可能诊断确定性高。这些成像技术是否能够可靠地区分假性肿瘤进展和真性肿瘤进展,需要在充分设计的前瞻性系列研究中加以阐明。
“假反应”是指当病变实际上保持稳定或甚至已经进展时,肿瘤在成像时似乎对特定治疗有反应的现象。主要用于高级别神经胶质瘤的随访成像,在使用贝伐单抗等抗血管生成药物后的短时间内可以观察到增强和水肿的快速下降。这种快速变化可能发生在治疗开始后的几个小时内。增强的早期下降表明
BBB
“正常化”后血管通透性的变化,而不是真正的肿瘤缩小。尽管据报道使用这些药物可以提高无进展生存期,但对总生存期没有显著影响。
区分假反应和真实反应是很有挑战性的。抗血管生成治疗后的随访图像应谨慎解读。正确解释的关键是否多项既往影像学检查以及与治疗类型和时间有关的信息。单纯依靠增强变化可能会产生误导,重要的是要注意在
T2
和
FLAIR
像上看到的非增强肿瘤。肿瘤增强减少应持续至少
4
周,然后才能被认为代表真正的反应。
虽然扩散受限表明细胞增多,通常有利于肿瘤复发的诊断,但在抗血管生成治疗的情况下,这一发现可能会变得复杂。在开始贝伐单抗治疗后,弥散加权成像经常出现弥散受限。在扩散受限区出现凝固性坏死和纤维性透明化血管,而不是活的肿瘤区域。动态敏感性对比(
DSC
)灌注
MRI
显示:先前增强肿瘤区相对脑血容量(
rCBV
)降低
灌注指标的这些变化可能反映
BBB
的完整性,但不一定反映肿瘤负荷。在
MRS
波谱中,在开始治疗后,在先前增强肿瘤的区域,
N-
乙酰天冬氨酸
/
胆碱
(NAA/ Cho)
比率增加,胆碱
/
肌酸
(Cho/Cr)
比率降低,这可能有助于作为评估抗血管生成治疗反应的成像生物标志物。
辐射性动脉炎(狭窄闭塞性和烟雾病样血管病变)
脑大动脉狭窄闭塞性血管病变在放疗后发展缓慢,主要发生于放疗时
18
岁以下的患者。辐射引起的狭窄闭塞性血管病变的粗略发生率约为
6.7%
。终末颈内动脉(
ICA
)和
Willis
环的主要分支特别脆弱。特别是,鞍上或视交叉病变患者发生这种并发症的风险很高,因为这些肿瘤通常需要在
Willis
环附近进行高强度放疗。
放射诱发的狭窄闭塞性血管病变的临床表现包括短暂性脑缺血发作、梗死和癫痫发作。组织学显示内膜下泡沫细胞聚集伴有肌内膜增生,被认为是过早或加速的动脉硬化。在成像时,大脑大动脉壁增厚和增强,导致狭窄或闭塞状态(图
8
)。最常见的是
ICA
末端及其分支(如大脑中动脉)受累,多支血管受累很常见。
图
8.47
岁女性的狭窄闭塞性血管病变,该女性因右颞叶动静脉畸形而有立体定向放射外科手术史。(
a
)增强
T1
显示颅底右颈内动脉(
ICA
)壁增厚和增强(箭头)。(
b
)
MRA
显示右侧远端
ICA
的狭窄闭塞状态。(
c
)右侧
ICA
DSA
显示右侧远端
ICA
的狭窄闭塞状态(箭头)和颅底豆纹状侧支的发育(箭头)。
可以观察到烟雾病样侧支循环和经硬膜吻合(图
8
)。发生放射诱发的烟雾病变的危险因素包括
RT
时年龄小、高放疗剂量、联合化疗和合并
1
型神经纤维瘤病(
NF1
)。烟雾样血管病在
NF1
患者和接受视交叉超过
50Gy
辐射剂量的患者发病更快。接受视路胶质瘤治疗的
NF1
儿童患放射诱发烟雾病风险很高,并且可能比非神经纤维瘤病患者更早或在较低的辐射暴露后发生烟雾病,放射诱发烟雾病梗死风险高于特发性烟雾病患者。
放疗诱发的颅内动脉瘤
放疗诱发的颅内动脉瘤是
RT
的一种罕见但可能致命的并发症,可能在广泛的年龄组中发生。它们可能在常规放射学随访中发现,也可能在对其他症状进行病情检查后偶然发现。
Nanney
等人回顾了一系列
46
名因各种肿瘤接受放射治疗的患者,这些患者在中位
12
年内在照射野内出现了
69
个颅内动脉瘤。其中年龄大于
40
岁的患者接受了更多的随访诊断。在立体定向放射外科手术中,
RT
和诊断之间的滞后时间可以更短,这可能是由于血管在手术过程中接收到的高能聚焦辐射。
放疗诱发动脉瘤的发病机制仍然是推测性的。然而,内皮细胞、基质、弹性层和平滑肌的损伤被认为是主要的致病机制。继发于辐射的加速动脉粥样硬化也可能是动脉瘤形成的原因。放疗诱发的颅内动脉瘤更可能是囊状的
(
图
9)
。在前循环中有较高的发生率,并且患者多发动脉瘤的发生率较高。
图
9. 67
岁男性的颅内动脉瘤,他因右内耳道中的右前庭神经鞘瘤接受了立体定向放射外科手术。
9
年后椎动脉的
T2
(
a
)和
DSA
(
b
)显示右小脑前下动脉的囊状动脉瘤(箭头)。
有人认为,放疗诱发的动脉瘤直接起源于动脉壁,而不是像普通囊状动脉瘤那样起源于分支部位。这个不常见的位置可能与辐射引起的血管壁退化有关。结合辐射效应导致血管壁变弱,恒定的剪切压力可能会诱发变化,导致形成囊状和梭形动脉瘤、假性动脉瘤,并最终破裂。报告的破裂频率远大于非放疗诱发动脉瘤的预期。
放疗诱发的海绵状血管畸形(出血性血管病变)
RT
与
CNS
海绵状血管畸形的发生有关。放疗后脑海绵状血管畸形的累积发病率在
10
年约为
3%-4%
,在
20
年时为
7%-14%
,在
25
年时可能高达
60%
。放射诱发的海绵状血管畸形在儿童患者中比在成人患者中更常见。放疗时
10
岁或以下的患者潜伏期较短,海绵状血管畸形的发生率增加。大于
30Gy
的辐射剂量与较短的海绵状血管畸形发展潜伏期之间存在相关性。放射治疗后脊髓海绵状血管畸形很少见,但已有报道。
放射治疗后海绵状血管畸形发生的潜在机制可能涉及血管损伤。辐射导致内皮细胞增生,血管壁出现玻璃样变和纤维素样坏死,最后由于血管腔变窄导致缺血和梗死。缺血激活缺氧诱发因子
1 (HIF-1)
,其反过来诱发血管内皮生长因子
(VEGF)
,产生反应性血管生成。这些因子的表达随着年龄的增长而降低,表明获得性海绵状血管畸形的起源在早期更常见。
MRI
通常在
T2
上显示不均匀信号的网状核心,周围含铁血黄素的边缘暗环。海绵状血管畸形可以在
T2*
表现为多个低信号病变,并且使用
SWI
可以更好地检出(图
10
)。一些病变可能会随着时间的推移而增大。与非辐射诱发的海绵状血管畸形相比,放疗诱发的海绵状血管畸形更可能多发,并在年轻时表现出来,并且至少同样可能引起症状性出血。
图
10. 37
岁男性在儿童期因急性淋巴细胞白血病接受全脑放疗,出现放射诱发的海绵状血管畸形。
SWI
显示多个低信号病灶(箭头)。
RT
后中风样偏头痛发作(
SMART
综合征)
SMART
综合征是一种不常见的颅脑放疗迟发并发症。患者通常在放疗后数年出现偏头痛样头痛、癫痫发作和亚急性中风样发作,并伴有偏瘫、失语和偏盲等症状。在大多数情况下,发作通常为亚急性发作,数周后消退。虽然
SMART
综合征的确切机制尚不清楚,但这一过程似乎是由大脑过度兴奋
(
自动调节机制受损
)
和远程照射导致的血管内皮损伤驱动的。
关于
SMART
综合征影像学特征的放射学报告样本量稍。典型的影像学发现包括短暂的、单侧的、
T2
和
FLAIR
脑回状异常信号,伴有轻度占位效应和皮质强化,伴有轻微软脑膜强化,通常位于辐射区域。扩散限制可见度不一。影像学检查结果可能在症状出现后
2-7
天出现,通常在
2-5
周内消退。
SMART
综合征可引起永久性影像后遗症,其特征是在症状出现后
17
天就出现了皮质层状坏死。放疗诱发的血管损伤和临床及亚临床癫痫发作活动相结合,可以解释皮质水肿和
BBB
完整性受损,并伴有数天至数周的持续对比增强,有时会变成永久性的皮质层状坏死。为了正确诊断
SMART
综合征并将其与复发性肿瘤或亚急性梗死区分开,放射科医生必须了解
SMART
综合征的特征性影像学表现及其时间演变、与癫痫发作的关系以及永久性后遗症的可能性。
矿化微血管病(营养不良性钙化)
矿化微血管病伴营养不良性钙化是一种独特的组织病理学病程,涉及
CNS
的微血管系统。它通常在儿童期
CNS
放疗联合化疗后发生,但也可能在单独放疗后发生。约
17% RT
后
10
个月内检测到矿化微血管病。
组织学上,在矿化微血管病中发现的钙化存在于毛细血管前小动脉、毛细血管、小静脉和更小的动脉如豆纹动脉的壁中。营养不良性钙化也发生在血管周围神经组织中,继发于从受损血管中漏出的血浆的矿化,以及循环障碍导致的局部缺血。患者年龄在
CNS
照射可能在矿化性微血管病的发展中起重要作用,并且接受过放射治疗的
10
岁以下儿童出现这种并发症的风险更大。
CT
通常显示多个点状钙化病灶,主要累及基底神经节和皮质下白质
(
图
11)
。钙化也可能出现在小脑结构和脑干。钙化区在
T1
表现为反常的高信号,在
T2
表现为低信号,这可归因于与颗粒钙相关的表面松弛机制。尚不清楚这些病变是否与临床症状相关。在大多数情况下,矿化微血管病是无症状的,是随访
CT
时偶然发现。
图
11. 49
岁男性在手术切除左颞叶胶质瘤后接受局部照射(标准分步放疗
RT
)的矿化微血管病(营养不良性钙化)。
CT
显示左基底神经节钙化点(箭头)。
慢性扩张性包裹性血肿
在立体定向放射外科治疗动静脉畸形后,可观察到囊肿和慢性扩张的包裹性血肿等晚期迟发性并发症。病灶血管通透性增加、血脑屏障破坏和凝固坏死液化被认为是其原因。囊肿和慢性扩大的包裹性血肿是由邻近受照射病灶的脑实质内发展的结节性血管瘤病变引起的反复少量出血引起的。如果血管瘤样病变的出血主要扩散到脑实质,就会出现囊肿并扩大。如果出血主要发生在血管瘤病变内,则形成所谓的慢性扩张性包裹性血肿。
囊肿和慢性扩大的包裹性血肿通常在立体定向放射外科手术后
2
年以上出现。在
5
、
10
和
15
年时,囊肿形成或慢性扩张包裹性血肿的确切发生率分别为
1.2%
、
5.2%
和
6.3%
,中位进展间隔为
9.4
年。较大的病灶体积是形成囊肿和慢性扩大包裹性血肿的最重要的风险因素。
慢性扩大包裹性血肿的典型影像模式是
T2
低信号或混合信号病变,伴或不伴囊肿
(
图
12)
。
BBB
的破坏导致增强。囊肿可以是多分叶的,通常伴有病灶周围水肿。由于不同阶段的多次出血,可以观察到囊肿内不同信号的液
-
液平面。囊肿和慢性扩大的包裹性血肿在随访期间可能会增大,继发于占位效应的症状,这最终可能需要手术治疗。有症状的囊肿可用于插入
Ommaya
储液器以反复抽吸内容物或腹腔分流术。
图
12. 75
岁男性
24
年前因小脑动静脉畸形接受了立体定向放射外科手术,囊性慢性扩张性血肿。(
a
)
T2
显示受照射区囊肿(箭头)、慢性血肿伴表面铁质沉着症(箭头)和病灶周围水肿。(
b
)增强
T1
显示血肿内血脑屏障(
BBB
)破坏的增强(箭头)。
放疗诱发的颅神经病变
放射性颅神经损伤是颅内和颅外肿瘤放射治疗的罕见的晚期迟发性并发症。视觉器官附近部位
(
包括垂体、海绵窦、眼眶、鼻窦、鼻腔和鼻咽
)
的肿瘤进行全脑放疗或局灶放疗后,可能会出现视神经或视交叉的放射损伤。垂体瘤和颅底肿瘤放疗后,由于动眼神经受损而导致的复视很少见
(
图
13)
。海绵窦肿瘤或原发性三叉神经痛放疗后可能会出现三叉神经放射损伤导致的面部麻木。头颈癌放疗后数年可能出现舌咽、迷走神经、副神经和舌下神经麻痹。
图
13.72
岁女性的颅神经病变,患有左眼复视和上睑下垂。
4
年前,她接受了左海绵窦脑膜瘤的立体定向放射外科手术。(
a
)
FIESTA
快速成像显示双侧动眼神经的脑池部分。(
b
)增强
T1
显示左动眼神经(箭头)的明显增强,与右动眼神经(箭头)形成鲜明对比。
从组织病理学上讲,放射诱发的颅神经损伤被认为是由神经
-
血液屏障丧失、脱髓鞘、局部缺血、凝固性坏死和纤维化引起的。对于位置较低的颅神经,放射诱发的颅神经病变被认为是由组织纤维化引起的,伴有神经干卡压,尤其是在穿过颈部肌肉的神经中。总放疗剂量、分次大小和化疗的使用对放疗诱发的颅神经损伤的发生率有很大影响。从放疗到临床症状出现的潜伏期通常为数年,需要长期随访才能完全了解治疗与其并发症之间的因果关系。
关于放射诱发的颅神经病变,放疗相关视神经病变最多见。视神经病变的发生率从
0.5%
到
9.0%
不等,具体取决于原发肿瘤的大小和位置。在
MRI
中,放射诱发的视神经病变可能显示受累神经均匀增厚并伴有增强。增强可能在症状之前出现,并且可以在症状出现后持续数月。眶内增强很少见,随访观察受累神经可能明显萎缩。应始终排除肿瘤浸润的可能性,包括局部复发、软脑膜播散、肿瘤性脑膜炎和恶性肿瘤的神经周围播散。
放疗诱发的内分泌病(垂体功能减退症)
不可逆和进行性放疗诱发的神经内分泌功能障碍,尤其是垂体前叶功能减退症,是颅脑照射后迟发性后遗症。下丘脑垂体轴经常包含在用于治疗垂体和非垂体肿瘤的照射野中,包括原发性脑肿瘤、鼻咽肿瘤、颅底肿瘤、急性淋巴细胞白血病患者的
CNS
预防照射以及骨髓移植前的全身照射。在一项包括
18
项关于接受颅脑照射治疗原发性非垂体瘤的成人长期内分泌功能的研究的系统评价中,任何程度的垂体功能减退症的患病率为
66%
。
放疗诱发的神经内分泌功能障碍的频率、发生速度和严重程度与下丘脑垂体轴的总放疗剂量相关,此外还与分次剂量大小、放疗时年龄较小以及肿瘤和手术引起的垂体损伤有关。内分泌功能障碍的时间进程是可变的,患者通常在临床症状出现之前很久就出现血清激素水平异常。异常最早可在治疗完成后
1
年出现,并且患病率随着时间的推移而增加。因此,接受下丘脑或垂体区域照射的患者应在完成照射后
1
年内进行基础内分泌评估,定期检查对于实现及时诊断和治疗至关重要。
辐射诱发的下丘脑垂体轴损伤的性质尚不完全清楚。电离辐射导致的直接神经元损伤导致退化和细胞死亡,而不是血管损伤,是目前首选的理论。在下丘脑垂体轴内,生长激素轴最容易受到辐射损伤,其次是促性腺激素、促肾上腺皮质激素和促甲状腺激素轴。单纯性生长激素缺乏症是辐射剂量低于
40Gy
后最常见的结果,而更密集的照射方案(特别是用于鼻咽癌或颅底肿瘤患者)提供更高的辐射剂量(≥
60Gy
)并可能导致全垂体功能减退症。影像学检查可能显示垂体不同程度的萎缩,通常与辐射诱发的邻近结构变化有关,例如白质脑病和颈内动脉(
ICA
)狭窄(图
14
)。
图
14.
57
岁男性的垂体萎缩和白质脑病,该男性在
30
年前因垂体腺瘤接受了
RT
(标准分步放疗
RT
)。在冠状
T2
上,垂体明显萎缩(箭头),几乎无法识别。邻近的脑实质(双侧颞叶)萎缩,白质出现高信号,提示辐射诱发的白质脑病。
放射诱发的脑肿瘤
颅脑照射已被确定为脑肿瘤的原因,包括脑膜瘤、神经胶质瘤、肉瘤和神经鞘瘤。随着原发性脑肿瘤药物治疗的改进,已经实现了更长的生存期,因此有更高的发病率和更大量的继发性肿瘤需要处理。与一般人群相比,暴露于颅脑辐射的儿童或年轻人癌症幸存者发生后续脑肿瘤的风险增加。
就组织类型而言,脑膜瘤是儿童期癌症老年幸存者中最常见的继发性脑肿瘤,这些幸存者曾接受过颅脑放射治疗。虽然辐射诱发脑膜瘤的绝对风险尚不清楚,但在许多病例中潜伏期超过
20
年。流行病学长期随访显示,即使在几十年后,发病率仍在继续增加,并且不会随着时间的推移而趋于稳定。儿童癌症颅部放射病例后续复查,到
40
岁时脑膜瘤的累积风险为
5.6%
。暴露于颅脑的辐射剂量与发生辐射诱发脑膜瘤的风险呈线性关系。
照射与诱发脑膜瘤之间的关系可以用脑膜对照射的高度敏感性来解释。照射会诱发早期脑膜反应,包括脑和硬脑膜之间的炎性粘连、软脑膜增厚和基质增生。与自发性脑膜瘤相比,放疗诱发的脑膜瘤与病程中较多的颅骨肿瘤、多发性病变、组织学非典型病变以及侵袭性生物学或临床行为有关(图
15
)。较高剂量的照射与发生非典型
/
间变性或多发性脑膜瘤的风险增加和较短的潜伏期有关。
图
15. 47
岁的男性非典型脑膜瘤,他在儿童因视网膜母细胞瘤行左眼摘除术和右眼
RT
(标准分步放疗
RT
)。增强
CT
显示右侧中颅窝有一个巨大的脑外肿瘤(非典型脑膜瘤),延伸至右侧眼眶和海绵窦,伴有骨质破坏。
脊柱骨髓脂肪变化
在组织学上,辐射诱发的骨髓变化的两个不同阶段——急性和慢性。在急性期,
RT
会导致水肿、血管充血和毛细血管损伤。在
RT
后第
1
周内可以检测到受照射骨髓中的血窦扩张和出血。
STIR
信号增加。在急性期也可能短暂增强。
在慢性期,造血细胞和血管被耗尽,并被黄色脂肪细胞取代,
T1
图像高信号
(
图
16)
。
T1
信号变化可能早在
RT
开始后
2
周就开始出现。开始放疗后
3-6
周,
T1
可能显示不均匀的高信号,而开始放疗后
6-14
周显示典型的均匀高信号。在慢性期增强的进行性显著下降,这可能反映了慢性微血管变化,包括小动脉
-
毛细血管闭塞和纤维化。
图
16. 48
岁女性的脊髓炎和骨髓脂肪化,伴有下肢无力和感觉异常。她在
3
年前因肺癌
T7
骨转移接受了
RT
(标准分步放疗
RT
)治疗。(
a
)矢状位
T2
显示纵向广泛性高信号脊髓炎(箭头)。(
b
)矢状位
T1
显示
T5-T7
的骨髓脂肪化(
*
)。(
c
)矢状位增强
T1
显示脊髓炎显示部分增强(箭头)。
放疗诱发的脊柱骨坏死(放射性骨坏死)
脊柱放射性骨坏死(
ORN
)是癌症放射治疗的严重并发症,在没有局部原发性肿瘤坏死、复发或转移性疾病的情况下,与不同程度的软组织坏死相关的缓慢愈合的放射性骨缺血性坏死。
ORN
最常见于头颈癌
RT
后的下颌骨,脊柱的
ORN
很少见。
在组织病理学上,辐射产生了一个缺氧、低细胞和低血管的环境,无法满足细胞存活的基本代谢需求。当辐射纤维化和细胞损伤限制了组织适应正常磨损和周转更新的能力,导致组织分解时,就会发生骨坏死和软骨坏死。感染在
ORN
的发展中起着一定的作用。血管化不良的坏死组织不能很好地抵抗感染,这可能导致继发性骨髓炎,并可能伴有瘘管形成或蜂窝织炎。
脊柱的
ORN
可在辐射暴露后数年发展,患者可能会出现疼痛和僵硬,伴有或不伴有神经系统症状。
ORN
的骨骼破坏和缺氧环境会导致脊柱不稳定和骨髓炎的病灶。可能会存在感染症状,例如发热和脓液、软组织肿胀和溃疡。
脊柱
ORN
的
CT
图像可能显示骨小梁丧失、混合性溶骨性和骨硬化性变化、骨折、不规则终板破坏、椎体塌陷和脊椎滑脱
(
图
17)
。在
MRI
上,脊柱的
ORN
通常在
T1
像和增强像上表现为低信号
(
图
17)
。在
T2
具有高低混合信号。邻近的软组织可能会出现水肿并增强。
图
17.
79
岁女性脊柱放射性骨坏死(
ORN
),伴有颈部疼痛、咽后粘膜溃疡和发热。她在
9
年前因口咽部恶性淋巴瘤进行放化疗(
CRT
)后患上慢性鼻咽炎。(
a
)矢状位
CT
显示不规则的终板破坏和上颈椎轻度骨塌陷和
C3-C4
脊椎滑脱。(
b
)矢状面增强脂肪饱和
T1
显示
C2
和
C3
的增强。咽后水肿和咽后壁(箭头)和沿颈脊髓腹侧部分(箭头)的积液。
伴有或不伴有骨髓炎的脊柱
ORN
通常难以早期诊断,因为局部区域复发和骨转移具有相似的放射学表现。上颈椎
ORN
的几个特征,包括相邻的寰枢椎或寰枕骨受累伴间歇性关节间隙变化、上颈椎双侧对称受累、椎体塌陷、反应性软组织肿胀和咽后粘膜溃疡。
18F-
氟脱氧葡萄糖(
FDG
)
PET
在区分转移性或复发性病变与
ORN
方面存在局限性,因为与
ORN
相关的炎症反应可能被解释为假阳性强摄取。
放射诱发的脊髓病
放射性脊髓病是脊髓放射暴露后罕见的晚期迟发性并发症。大多数机构将脊髓总剂量限制在
45-50Gy
以下,每天
1.8-2Gy
。放射诱发的脊髓病已成为常规分次放射治疗后的罕见并发症,永久性损伤的风险很低(
0.03%
–
0.2%
)。随着脊柱立体定向
RT
和再照射的作用越来越大,放射诱发的脊髓病病例再次出现。放射增敏全身化疗会增加放射诱发脊髓病的风险。
放疗诱发脊髓病的症状发作通常是隐匿的,潜伏期可以从
RT
后几个月到几年不等。放射诱发脊髓病的临床表现最初可能很轻微,例如温度感觉降低或本体感觉减退。症状可能缓慢发展为肢体无力、
Brown-S
é
quard
综合征、大小便失禁、反射亢进或脊髓照射段以下完全麻痹。放射诱发的脊髓病是一种进行性和永久性疾病
;
部分可能可以临床改善。
放射性脊髓病的组织病理学变化包括脱髓鞘、反应性胶质增生和仅限于白质的坏死,以及白质和灰质中不同程度的血管变化。辐射还刺激星形胶质细胞和小胶质细胞产生细胞因子,增加脊髓血管的通透性导致水肿。
典型的
MRI
改变包括脊髓肿胀和
T2
信号增高
(
图
16)
。
T2
信号异常主要累及脊髓的中央部。增强是可变的,反映了血液
-
脊髓屏障通透性的不一致性和时间变化
(
图
16)
。慢性期可能出现没有明显信号异常的萎缩。脊髓出血性变化可能与严重病例有关。
MRI
发现,包括脊髓肿胀和增强,既不是普遍进行性的,也不是永久性的,随访期间可能会出现一些放射学和临床改善,临床改善可能与纵向随访的放射学改善密切相关,神经恢复的机制可能是由于脊髓水肿和炎症的消退、髓鞘再生和血管再生。一些放射性脊髓病对类固醇有反应,一些患者可以使用高压氧和贝伐单抗进行治疗。
由于其罕见性,放射诱发的脊髓病通常是一种排除性诊断。在诊断放射诱发的脊髓病之前,应排除更常见的横贯性脊髓炎原因,例如脱髓鞘疾病、类风湿病、感染性原因、维生素
B12
缺乏和副肿瘤综合征。虽然罕见,但复发性或转移性肿瘤也应根据既往恶性肿瘤病史排除。
放射诱发脊髓病的及时诊断可能很困难,因为症状可能会有所不同,而且
MRI
结果是非特异性的,并且可能与辐射暴露时间而
MRI
有所不同。一些影像学特征可能有助于将辐射诱发的脊髓病纳入鉴别诊断,例如对应于辐射野的纵向广泛脊髓信号,以及辐射野中包含的椎骨中
T1
高信号信号变化(图
16
)。
结论
在过去的几十年里,
CNS
中
RT
计划和实施技术发生了长足的发展。目标病灶周围的结构不可避免地会暴露在辐射下,并且在治疗后成像中可能会观察到各种各样的辐射诱发变化。及时诊断可能很困难,因为辐射诱发变化的影像学表现可能是非特异性的,影像学根据辐射暴露时间而变化,并且可能与肿瘤复发的影像学表现有显著重叠。在随访影像学检查中,了解放射治疗计划、包括的正常结构、目标病灶的位置以及
RT
后经历时间非常重要。放射科医生应熟悉放疗后的时间表和预期的影像学表现,以避免图像解读中的陷阱。
博雅影像学
博雅影像学
博采众多公号,雅集百家讲坛。
专注放射医学,总结影像特点。
解析病例征象,联合病理临床。
记录工作点滴,探索前沿发展。
李福兴
天津医科大学附属宝坻医院
天津市宝坻区人民医院
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