放射神经外科专栏
世界华人神经外科协会放射神外专委会主办第11期
患者为14岁女孩，年2月25日突发晕倒，医院急诊行头颅CT检查发现颅内出血（破入脑室）并进行脑室内出血外引流术（如图1）。出血后出现左侧肢体乏力。年3月2日DSA检查诊断为右基底节区脑动静脉畸形（bAVM）（如图4的A和B），由于畸形血管巢弥散无法行血管内栓塞术。
图1:脑内自发出血。A:头颅CT提示右侧基底节出血,破入脑室内。然后行双侧脑室外引流术(B)。C:射波刀治疗后2年复查磁共振显示右侧基底节区脑软化,没有脑水肿。
年3月30医院就医，由于脑动静脉畸形位于右侧基底节，无法手术和介入栓塞治疗。经过bAVM多学科讨论建议射波刀治疗。射波刀是一种新型立体定向放射治疗设备，由轻型直线加速器、机器人机械臂、治疗床、靶区定位追踪系统（targetlocalizationsystem）、呼吸追踪系统、治疗计划系统、计算机网络集成与控制系统组成。它使用面罩固定头颅，采用计算机立体定位导航和自动跟踪靶区技术，治疗中实时追踪靶区（肿瘤），然后从多个节点对靶区实施聚焦照射。入院后完善检查，排除禁忌后制作头颅面罩，用于头部固定。考虑到患者的病灶位于右侧基底节区，并已经出现左侧肢体运动障碍，因此病灶位于右侧锥体束周围，治疗过程中可能损伤右侧锥体束从而造成患者左侧肢体运动障碍加重，遂年3月31日患者在我院行射波刀治疗前的多模态数据采集：头颅CT平扫和增强、MRI平扫、MRA增强以及磁共振DTI序列。然后将多种影像传输到射波刀Multiplan计算机工作站，在Multiplan上进行多模态图像融合，在融合图像上，可以清晰显示AVM和锥体束，明确锥体束和病灶的关系，勾画AVM靶区时，尽量避开锥体束，并在制定治疗计划时注意保护锥体束，从而使得AVM病灶得到最大的治疗剂量，同时对锥体束影响最小，保护患者的运动功能（如图2和3）。
图2.射波刀治疗计划:用增强MRA水平位作为AVM的定位图像,粗的橙色曲线之内的区域为AVM的畸形血管巢靶区,70%的等剂量曲线覆盖AVM。A:水平位;B:冠状位,红色箭头处为粗大的引流静脉;C:矢状位
图3:功能MRI显示的病灶及锥体束(箭头所示为锥体束)。A:水平位,AVM内的锥体束几乎缺失,但是锥体束在AVM周围,降低锥体束剂量;B:矢状位显示左侧锥体束完整。表明在中枢神经发育过程中,先发育了血管组织,然后发育了神经组织,在AVM内几乎没有神经传导束通过。
按照神经组织的α/β=3，给与AVM周边剂量20Gy/2Fx(照射2次，每次10Gy),等剂量曲线为70%,中心剂量为28.57Gy。射波刀20Gy/2Fx相当于伽玛刀单次照射14.8Gy，由于分两次照射，使用的等剂量曲线为70%，目的是降低中心剂量，降低治疗后脑水肿。射波刀治疗后没有出现脑水肿，未再发生脑内出血，患者症状保持在射波刀治疗前的状态。
图4:ABC：射波刀治疗前DSA显示右侧基底节区AVM,A:正位(前后位);B:侧位;C:侧位椎基底动脉和大脑后动脉。射波刀治疗后3年3个月复查DSA证实右侧基底节区AVM闭合消失(DEF)。
射波刀治疗后3年3个月，局麻下行DSA检查，动态DSA证实AVM闭合消失，未见明显血管异常（如图4所示）。术后患者肢体障碍未见加重。
讨论立体定向放射外科（SRS）已被广泛认为是治疗脑AVM的微创方法之一，但5-20%的患者具有发生放射性神经损伤的相关风险，特别是当AVM位于深部和重要功能区（如丘脑、基底节和中央前回）（1-4）。功能磁共振技术可以定位出功能区和白质纤维传导束，这些成像技术已应用于现代神经导航系统，并用于指导脑内功能区病变的手术切除（5-8）。立体3D成像数据与弥散张量成像（DTI）的融合应用于放射外科是一种很有前途的预防放射外科并发症的工具，它可以减少危及器官及重要组织的辐射剂量，包括重要的皮质区和皮质下神经传导束（8-11）。
图5患者女性,31岁因左侧肢体逐渐无力发现了右侧基底节区AVM,Spetzler-MartinV级,右侧大脑前动脉和大脑中动脉和左侧大脑前动脉参与供血(A、B、C)。首先接受血管内栓塞治疗,之后利用功能MRI的DTI显示神经传导束与AVM的关系(D),分次射波刀治疗(3次照射,每天照射一次,中间休息1天),照射剂量22.5Gy/3F。联合治疗后,没有出现明显脑水肿,病人左侧肢体肌力逐步恢复正常。3年后复查DSA显示AVM缩小了90%(E、F、G、H)。病人继续观察随访中(引自《现代神经外科学》第三版)。
医院神经外科的KEISUKEMARUYAMA等首次报道将DTI应用在皮质脊髓束附近的AVM伽玛刀治疗计划制定中，但由于技术限制，无法进行实时图像融合（9）。年意大利射波刀中心的ContiA等首次将功能磁共振和DTI应用于颅内病灶射波刀治疗计划的制定（10）。医院从年开始将功能磁共振应用于射波刀的治疗计划中，年将DTI应用于功能区AVM的射波刀治疗计划中。DTI技术能清晰显示锥体束，但是DTI显示的锥体束和锥体束的实际位置存在一定的误差。医院是将DTI信息融合在层厚1mm的3D磁共振导航序列结构图像，提高了DTI的精度和可信度。通过射波刀治疗后的随访，间接证实DTI的精度（如图5）。我们将融合有DTI信息的3D导航MRI图像直接传输到射波刀治疗计划系统（multiplan），然后与定位CT和定位MRI和定位增强MRA图像融合，在计算机上显示传导束，在制定治疗计划的时候能够实时直观的看到神经纤维束与病灶的关系。根据医院的经验，基底节锥体束的安全耐受剂量为：21Gy/3F和18Gy/2F。
小结在精准医学时代，多模态神经影像融合于放射外科治疗计划的时代已经到来。特别是DTI能够对脑内白质传导束进行详细的可视化，并将其标记为关键结构，尽量降低其受照剂量，因此增加了立体定向放射外科治疗功能区AVM的安全性，降低了放射性并发症的风险。
参考文献1.PollockBE,GormanDA,BrownPD.Radiosurgeryforarteriovenousmalformationsofthebasalganglia,thalamus,andbrainstem.JNeurosurg;:–.2.Andrade-SouzaYM,ZadehG,ScoraD,TsaoMN,SchwartzML.Radiosurgeryforbasalganglia,internalcapsule,andthalamusarteriovenousmalformation:Clinicalout