脊柱放射治疗中的先进影像技术：患者CT与MRI靶向治疗指南

目录

• 引言：认识脊柱转移瘤
• 常规放疗与立体定向体部放疗对比
• 影像学在SBRT患者筛选中的作用
• SBRT前影像检查：治疗准备
• 治疗计划影像：精准定位
• 信息来源

引言：认识脊柱转移瘤

脊柱是癌症转移的第三常见部位，仅次于肺和肝。脊柱转移瘤最常见于肺癌、前列腺癌和乳腺癌患者，但几乎所有癌症类型都可能转移至脊柱。尸检研究表明，约70%的乳腺癌和前列腺癌患者会发生脊柱转移。

脊柱的高转移率源于椎骨内丰富的红骨髓和独特的血管网络，这些结构通过血流促进癌细胞的扩散。脊柱转移可通过多种机制导致严重背痛和生活质量下降。

疼痛可能由病理性椎体压缩性骨折（VCF）引起，即骨骼强度下降导致塌陷，或由硬膜外肿瘤压迫神经所致。高达20%的病例可能出现转移性硬膜外脊髓压迫（MESCC），这是一种肿瘤急症，一旦出现神经症状需立即治疗。

脊柱转移瘤的治疗选择包括多种放射治疗方法、开放或微创手术、神经介入手术以及联合治疗——特别是减压手术加稳定术后进行靶向放疗。

常规放疗与立体定向体部放疗对比

放射治疗对大多数脊柱转移瘤患者有益，仅有少数例外。研究表明，对于选定的转移性硬膜外脊髓压迫（MESCC）患者，手术联合放疗比单纯放疗能带来更好的临床效果。

立体定向体部放疗（SBRT）已成为脊柱转移瘤的成熟治疗方法，越来越多证据支持其在缓解局部症状和控制疾病方面的有效性。目前，近50%的放射肿瘤学家已将SBRT纳入日常实践。

SBRT利用先进放射技术，向靶组织输送消融性（摧毁肿瘤）辐射剂量，同时最大限度减少对周围正常器官的照射。该方法在以下场景中显示出良好前景：

• 作为新诊断病例的主要治疗
• 用于常规外照射放疗（cEBRT）失败后的治疗
• 处理手术后残留肿瘤
• 治疗良性脊柱肿瘤

SBRT在不同治疗场景中取得显著成效：

• 疼痛缓解率： 74.3%的患者疼痛显著缓解
• 局部控制率：
  • 主要治疗：80-95%的肿瘤控制率
  • 术后治疗：70-100%的肿瘤控制率
  • 再照射治疗：66-93%的肿瘤控制率

尽管效果显著，SBRT后仍可能发生局部复发，尤其多见于硬膜外间隙（脊髓周围区域）。局部失败风险与SBRT前的硬膜外脊髓压迫（ESCC）评分密切相关：

• 无硬膜外疾病（0级）：5%的局部失败率
• 低级别硬膜外疾病（1a–c级）：19%的局部失败率
• 高级别硬膜外疾病（2/3级）：30%的局部失败率

较高失败率可能源于放射肿瘤学家为遵守脊髓安全限制而对硬膜外疾病采用较低剂量照射，或因为伴有硬膜外延伸的转移瘤可能更具侵袭性。

常规外照射放疗（cEBRT）通常每次分割提供高达5戈瑞（Gy）的剂量，而SBRT在1至5次分割中向更精确界定的靶区提供更高的生物有效剂量。与常规放疗相比，SBRT独特的几何形状和陡峭的辐射剂量梯度对其治疗效果贡献显著。

虽然陡峭的剂量梯度能保护治疗区域外的组织，但小至一毫米的位置偏差就可能导致对关键正常组织的不良影响。因此，对于总体健康状况和预后较差的患者——包括有症状的广泛转移性疾病、功能评分极低（卡氏评分≤40）或预期寿命不足2个月的患者，cEBRT仍是首选。

影像学在SBRT患者筛选中的作用

在评估患者总体预后和疾病负担后，使用MNOP算法筛选适合放射治疗的转移病灶，该算法评估以下方面：

• 机械稳定性
• 神经风险
• 肿瘤学参数
• 首选治疗方案

为评估脊柱稳定性，临床医生采用脊柱不稳肿瘤评分（SINS）标准，包含六个影像学和临床特征，评分范围0-18：

• 疼痛类型（无痛、非机械性或机械性）
• 受累脊柱节段位置
• 骨密度（成骨性、混合性或溶骨性）
• 椎体受累范围
• 后外侧受累情况（单侧或双侧）
• 脊柱排列

SINS评分≥12分的患者，应在SBRT前咨询脊柱外科医生是否需要稳定干预。对于中等评分患者，手术的具体作用仍是研究热点，但仍建议咨询。

神经风险通过硬膜外脊髓压迫（ESCC）评分评估，这是一个基于影像学的六分级系统，用于衡量硬膜外转移性疾病对脊髓的侵犯程度。该评分有助于确定SBRT作为主要治疗时脊髓损伤的风险限度。

ESCC分级系统包括：

• 0级：无大体硬膜外疾病
• 1a级：肿瘤扩散至硬膜外间隙，无硬膜囊压迹
• 1b级：肿瘤导致硬膜囊压迹，无脊髓接触
• 1c级：接触脊髓但无压迫
• 2级：脊髓压迫，脑脊液空间未完全闭塞
• 3级：脊髓压迫，脑脊液空间完全闭塞

结合临床和组织病理学特征，ESCC评分为脊柱转移瘤治疗提供重要指导。ESCC评分≤1b是SBRT主要治疗的理想候选指标。ESCC 1c-3级病例的最佳治疗需个体化评估，而ESCC 2或3级患者可能需要在SBRT前进行手术干预以避免神经并发症，具体取决于肿瘤的放射敏感性。

对放疗和/或全身治疗高度敏感的恶性肿瘤（如淋巴瘤和骨髓瘤）推荐常规外照射放疗（cEBRT）。相反，放射抵抗性肿瘤（如肉瘤、黑色素瘤和肾细胞癌）可能从消融性SBRT剂量中显著获益，尤其在肿瘤负荷有限时。

无法进行MRI用于SBRT前计划或放疗指导的患者不适合SBRT。总之，SBRT更适用于总体预后良好的患者，包括：

• 有限系统性疾病（寡转移性疾病）
• 脊柱受累范围小（限于1-3个连续脊柱/椎旁节段）
• 有限硬膜外疾病（按ESCC评分分级）
• 相对稳定的脊柱（按SINS标准定义）

临床实践中，放射科医生对所有脊柱转移瘤的横断面检查报告SINS和ESCC评分，以指导治疗紧迫性和方法。对于SINS，多节段受累时通常报告最高评分节段；对于ESCC，则报告每个存在硬膜外疾病的节段。

SBRT前影像检查：治疗准备

SBRT前影像和肿瘤勾画对治疗计划至关重要，确保将消融性辐射剂量精确限制在靶体积内，避免正常组织过量照射。这要求患者定位精确且可重复。

例如，极小的患者移动（小至1毫米）或硬膜外肿瘤接触/压迫脊髓都可能导致脊髓过量照射。辐射诱导的脊髓炎（脊髓炎症）虽罕见（0.4%），却是SBRT后最令人担忧的致残性晚期并发症之一。

多数机构在治疗前一周内进行SBRT前影像检查，最好尽可能接近治疗日期。神经肿瘤学脊柱反应评估（SPINO）小组建议SBRT前影像结合CT和常规MRI。

CT扫描在显示肿瘤引起的骨重塑或侵蚀方面更优，且为SINS评分所必需，但在检测软组织和骨髓肿瘤浸润方面准确性有限。SPINO共识指南推荐治疗计划CT层厚至少≤2毫米，优选≤1毫米。

MRI是检测和表征脊柱转移瘤的金标准影像方法，推荐用于SBRT前影像。无论单发孤立还是多发脊柱转移瘤，都推荐全脊柱MRI，因为发现额外脊柱病灶并不少见。

1.5特斯拉和3特斯拉MRI扫描仪常规用于临床实践。推荐用于SBRT计划的MRI序列包括三维非对比T1加权和T2加权成像。矢状位T1加权和STIR序列通常是检测转移瘤最具信息量的未增强MR序列。

三维各向同性容积MRI采集有助于与CT融合进行SBRT前计划。利用该技术，可进行多平面重建而不损失图像质量。近年出现的3-D MRI加速方法，如压缩感知和AI去噪重建，已显示3-D MRI在SBRT计划中优于2-D MRI的图像质量优势。

治疗计划影像：精准定位

SPINO小组建议SBRT治疗计划影像结合CT和常规MRI，以确保全面评估骨骼和软组织受累情况。为将关键组织的辐射控制在可耐受水平，必须准确勾画风险器官。

治疗计划涉及定义几个特定靶区：

• 大体肿瘤靶区（GTV）： 包括MRI显示的转移性肿瘤及其硬膜外/椎旁延伸部分
• 临床靶区（CTV）： 包含GTV所在整个解剖区域及紧邻区域，以覆盖可能存在微小浸润灶的范围
• 计划靶区（PTV）： 在CTV基础上增加边界范围，用于补偿呼吸运动及患者体动等位移误差

将整个病变椎体纳入CTV范围，与脊柱转移瘤SBRT后更好的局部控制率相关。不同癌症中心的PTV外扩范围通常为0至3毫米。

对于术后肿瘤复发或残留的患者，CTV应包含治疗前骨性及硬膜外肿瘤侵犯的全部区域，以及存在微小肿瘤浸润风险的周围骨性结构。术后CTV的勾画可参考既往病例中观察到的硬膜外失效模式。

SBRT需要精确的患者体位和靶区定位，在确保完整覆盖CTV的同时减少对危险器官的照射。可通过将PTV外扩至CTV外1.5毫米并使用近刚性体膜固定装置来解决患者体动问题。

来源信息

原文标题： CT与磁共振成像在脊柱立体定向放射治疗中的作用：从患者筛选、治疗计划到治疗后监测

作者： Javid Azadbakht, Amy Condos, David Haynor, Wende N. Gibbs, Pejman Jabehdar Maralani, Arjun Sahgal, Samuel T. Chao, Matthew C. Foote, John Suh, Eric L. Chang, Matthias Guckenberger, Mahmud Mossa-Basha, Simon S. Lo

出版物： 《癌症》2024年第16卷第21期3692页

注： 本文基于同行评审研究，以患者友好的方式呈现，旨在帮助受过教育的患者及其家属理解复杂医学信息。