【摘要】 目的 研究胶质瘤在内放疗中不同剂量分割时影像变化的特点及临床意义。方法 共选用种植胶质瘤的35只sd鼠分5组剂量放疗, 每组7只。肿瘤边缘治疗剂量分别为150cgy、200cgy、250cgy 、300cgy和500cgy 5组, 放疗肿瘤远端边缘累积总剂量为48~50gy。每天治疗2次, 中间间隔为7h。在放疗过程中记录并比较的胶质瘤影像变化的特点。结果 150~250cgy剂量组在治疗中和结束时肿瘤体积缩小均值分别为70%(61%~82%)和16%(3%～8%), 而300cgy剂量组为73%和56%。500cgy剂量组治疗中肿瘤体积轻度增加40%, 治疗结束肿瘤的平均体积为71%, 肿瘤的中央性坏死发生率为83%(5/6), 而150cgy、200cgy、250cgy剂量组发生中央坏死率为10%(2/20)。300cgy剂量组治疗中和治疗后肿瘤中央坏死发生率为50%(3/6)。150~250cgy剂量组与300cgy和500cgy之间肿瘤缩小与中央坏死出现有显著性差异(p<0.05)。结论 150~250cgy组肿瘤体积缩小明显, 500cgy组肿瘤中央坏死出现率高。
【关键词】 胶质瘤; 放射; 影像
imamging changes in glioma brachytherapies
zheng ci-na, wang jin-lin, xiao xiang-sheng, shi zeng-ru
(department of radiology, changzheng hospital, second military medical university, shanghai, 200003, china)
【abstract】 objective to study the imaging changes and clinical meanings of glioma during brachytherapy with different radiation doses. methods five treatment groups (7 rats bearing brain glioma in each group), were treated in a dose rate of(150cgy、200cgy、250cgy、300cgy and 500cgy), 2 times per day with 7 hours apart. the imaging changes and characteristics were compared in each group. results the mean decrease rate of tumor volume was 70%(range, 61%~82%) and 16% (range, 3%~8%) in dose of 150cgy to 250cgy during and at the end of therapy respectively. whereas the decrease rate of tumor volume was 73% and 56% in 300cgy group. the tumor volume was increased 40% during therapy, and decreased to 71% at end of therapy in 500cgy group due to higher central necrosis occurrence(83%,5/6).whereas the central necrosis occurred 10%(2/20) and 50%(3/6) in 150cgy~250cgy groups and 300cgy group respectively. the decreases rate of tumor volumes was greater in 150~250cgy groups than 300cgy and 500cgy group, whereas central necrosis were founded much more in later groups(p<0.05). conclusion the greater continuously decreases of tumor volumes occurred frequently in dose group range of 150~250cgy groups ,whereas central necrosis were founded much more in dose of 500~1000cgy groups.
颅脑恶性胶质瘤的临床放射治疗结果显示, 80%位以上的肿瘤复发于肿瘤的原发部位附近, 因此普遍认为治疗失败的主要原因还是由于局部放射剂量的不足[1-6]。为了增加局部的放射剂量, 临床上常使用放射性粒子(碘125或铱192)与常规外放射相结合的综合治疗。放射性粒子的植入常用的方法有永久性植入与后装治疗两种。在后装近距离治疗中, 单次剂量分割的选择目前仍未有效的确定。单次放射剂量的不同分割亦会影响到放射治疗的效果[1-6]。本文研究在近距离放射源—放射性同位素(铱192)放疗下不同剂量分割实验性鼠脑胶质瘤的变化的的影像特点, 为临床选择合理的剂量提供理论依据。
1 资料和方法
1.1 实验动物及模型制备
纯种sd大鼠(购自上海第二军医大学动物所)80只, 体重250~350g。c6鼠脑胶质瘤细胞(购于上海肿瘤研究所)经常规培养、传代和消化制成细胞悬液。大鼠麻醉后固定于鼠脑立体定向仪, 将细胞悬液经立体定向注入大鼠脑右侧尾状核, 接种量为每只106个[7-8]。接种后2~3w, 选择胶质瘤生长满意者(肿瘤最大直径5~10mm, 用强化mri进行筛选)共35只进行本实验。
1.2 影像检查 使用siemens公司magneton超导型磁共振仪, 磁场强度为1.5t。使用正交cp八通道头线圈进行mri检查。mri检查在全麻下进行, sd大鼠全麻后腹腔注射mri对比剂0.1mmol/kg gd-dtpa 0.5~0.6ml作增强扫描。mri扫描层面厚度为3mm, 作横断、冠状、矢状3个面检查。
1.3 放疗的实施
放疗机使用荷兰核通公司近距离后装放疗机, 放射源为铱192。在mri横断、冠状、矢状3个面上确定肿瘤的大小及位置, 在鼠脑表面作出肿瘤中心点的体表标记, 作为放射源滞留点; 以肿瘤的最大深径作为治疗剂量的等剂量曲线半径。
放疗累积总剂量(肿瘤远端边缘累积剂量, 位于等剂量曲线)为48~50gy, 分次剂量为150cgy、200cgy、250cgy、300cgy、500cgy共5组。在全麻下进行放疗, 每天2次, 中间间隔7h。治疗间期为5~18d。将35只sd鼠脑胶质瘤大鼠进行随机编号分组, 每组7只。
1.4 统计
在放疗前一天、放疗中(第7天)、放疗结束次日(第14天)、放疗结束后1月分别行mri检查观察肿瘤变化, 分别测量mri横断面、矢状面、冠状面上最大径(a、b、c), 单位为mm, 体积计算为v=πabc/6,单位为ul。肿瘤体积变化(缩小或增大)小于10%, 为无明显变化, 10~30%为有变化, 大于30%为明显变化。进行组间统计学处理。
1.5 病例检查
放疗中每天记录sd鼠行为变化, 记录麻醉剂用量及麻醉时间。放疗结束后1个月mri检查后即处死sd鼠, 取出鼠脑用福尔马林固定48h后, 对残余肿瘤组织、瘤周脑组织作病理学检查。
2 结果
治疗中放疗第3天, 7天, 10天, 150cgy, 300cgy和500cgy组各有一只种植鼠死亡。
在治疗中(放疗第7天), 150~250cgy剂量组中, 肿瘤体积缩小均值为70%(61%~82%); 治疗结束, 肿瘤继续缩小, 体积缩小均值为16%(3%~18%, 表1, 图1), 300cgy剂量组平均缩小率73%, 治疗结束平均体积缩小56%。500cgy剂量组治疗中肿瘤体积轻度增加至140%, 治疗结束肿瘤的平均体积缩小为71%, 主要由于肿瘤的中央性坏死存在(发生率为83%, 图2), 而150cgy和250cgy剂量组每组仅1只发生中央坏死。肿瘤中央坏死发生率为10%, (2/20)。300cgy剂量组治疗中和治疗后肿瘤中央坏死发生率为50%(3/6)。
统计学处理: ①肿瘤缩小率组间比较: 150cgy, 200cgy, 250cgy 3组间肿瘤缩小率, 使用x2检验无显著性差异; 150cgy, 200cgy, 250cgy 3组与300cgy组和500cgy组之间肿瘤缩小有显著性差异。300cgy组和500cgy组之间肿瘤缩小也有显著性差异( p<0.05)。②肿瘤中央坏死发生率的比较: 150cgy, 200cgy, 250cgy 3组(2/20, 10%, n=20)与300cgy组(50%,3/6)和500cgy组(83%,5/6), 应用四格表x2检验有显著性差异(p<0.05)。②肿瘤中央坏死与瘤体缩小: 大部分肿瘤有中央性坏死(500cgy , n=6), 体积平均缩小率为21%, 肿瘤无中央性坏死(200cgy , n=7), 体积平均缩小率为93%, 应用两样本比较的秩和检验(wilcoxon检验), 两组肿瘤缩小率有显著性差异( p<0.01)。
治疗结束后, 分别对肿瘤进行病理学检查, 病理学上可见肿瘤细胞核固缩及细胞崩解碎裂, 与正常组织交界处纤维组织增多, 肿瘤液化出血, 部分肿瘤细胞呈灶性分布。
治疗结束后1个月150~250cgy剂量组有6只死亡(平均18d, 15~29d), 存活14只中, 9只肿瘤在mri上消失, 病理学上仍可见肿瘤组织残余, 5只瘤体进一步缩小, 肿瘤体积缩小均在90%以上, 病理学上可见肿瘤组织存在。250cgy组4只死亡(平均19d, 5~27d), 2只存活, 500cgy组中1个月内全部死亡(平均25d, 21~29d)。
3 讨论
颅脑恶性胶质瘤的临床放射治疗结果的影响因素除了肿瘤的类别、恶性度、肿瘤的血供外, 还取决于放射治疗的方法: 如总放射剂量、放射线的类型、分次放射量及分次次数等[1-6]。在后装近距离治疗中, 临床治疗的结果与所使用放射性粒子(碘125或铱192)及分次剂量有关, 但单次剂量分割的选择目前仍未有效地确定, 其中一个重要原因是对放射治疗期间肿瘤内发生变化了解不够。
本组资料显示: 单次剂量在150~250cgy范围内时, 肿瘤在放疗中及放疗结束后显现进行性缩小, 肿瘤缩小以整体性缩小为主, 在治疗中(放疗第7天), 150~ 250cgy剂量组中, 肿瘤体积缩小均值为70%(61%~82%); 治疗结束, 肿瘤继续缩小, 体积缩小均值为16%(3%~8%), 中央性坏死发生率仅为10%(2/20)。单次剂量超过300cgy, 或500cgy剂量组, 会造成肿瘤中央急性坏死, 本组300cgy剂量组发生率为50%(3/6), 500cgy剂量组发生率为80%(5/6), 显示单次剂量越大, 肿瘤细胞迅速死亡后, 出现中央部分急性坏死的比率越高, 影响了肿瘤体积的缩小。其中500cgy组在治疗中肿瘤的体积出现短暂的增大(本组平均增加40%)。
从临床应用的角度来看, 脑内恶性胶质瘤及瘤周水肿产生的占位效应所导致的颅内高压是病人死亡的重要原因, 迅速缩小瘤体对于临床体征的改善明显, 并且能在合理的临床治疗时间内(2~3w)给予总治疗剂量, 有利于临床的选用。而单次大剂量(如每次500cgy)、短时间(如5d)的放疗, 虽然可导致肿瘤的大部坏死, 但坏死的模式主要以肿瘤的中央性坏死为主, 肿瘤的体积缩小不明显, 甚至轻度增大, 不利于病人的临床体征的改善, 在临床应用中应引起重视。
需要指出的是: 鼠脑种植胶质瘤放疗后肿瘤的体积缩小率与临床胶质瘤的缩小率有差别, mri影像上肿瘤的消失并不代表病理学上的消失[7-10]。
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