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第29章 脑胶质瘤放射性粒子植入治疗
第一节 概述
脑胶质瘤是最常见的颅内肿瘤。颅内肿瘤(intracranial tumors)可划分为原发性和继发性肿瘤两大类,原发性肿瘤发生于脑组织、脑膜、脑神经、垂体、血管及残余胚胎组织,年发病率为(7.8~12.5)/10万人,种类繁多。NCCN指南所涉及的主要是神经系统恶性肿瘤,包括低级别浸润性星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤;高级别星形细胞瘤包括胶质母细胞瘤;颅内转移瘤、癌性/淋巴瘤性脑膜炎;原发性中枢神经系统淋巴瘤以及椎管内转移瘤。继发性肿瘤是指身体其他部位恶性肿瘤转移或者直接侵入颅内。如果仅仅从治疗的角度,可分为良性肿瘤、交界性(变形性)肿瘤、恶性肿瘤。良性肿瘤对人体的危害主要是占位压迫,交界性(变形性)肿瘤和恶性肿瘤除了占位压迫之外,还呈进行性生长,并可发生局部或远处转移,甚至对患者造成致命性伤害,传统治疗方法一般为内科保守如降低颅内压、外科手术切除、放射治疗、化学药物治疗等。
颅内肿瘤,尤其是交界性(变形性)肿瘤、恶性肿瘤、转移性肿瘤,是临床治疗的难点,虽然不断涌现出新的治疗技术和手段,但是,只有部分患者的局部控制率和生存期得到改善。内放射治疗属放射治疗的一部分,特点鲜明,丰富了颅内肿瘤的治疗方法,为其治疗探讨了新途径。
最新版NCCN脑胶质瘤临床实践指南包含以下几方面内容:
一、脑胶质瘤手术治疗原则
在脑胶质瘤的手术治疗原则方面,指南提出的原则很简洁:对于恶性脑胶质瘤切除的最大化,与此同时保障手术并发症的最小化;以及对手术标本进行准确病理诊断。手术方式包括:对可切除的区域做病灶大块全切除,立体定向活检,开放活检以及肿瘤的大部切除,为明确了解手术切除范围,建议术后24~72小时内进行MRI检查。手术切除病变组织仍然是原发恶性脑肿瘤综合治疗中最重要手段。手术目的在于:①明确诊断;②减少瘤负荷,改善辅助放化疗的结果;③缓解症状,提高生活质量;④延长无进展生存和总生存;⑤提供途径以便对肿瘤进行辅助治疗;⑥降低进一步发生耐药性突变的概率。对于非功能区肿瘤病灶而言,其手术治疗原则已成共识;但对于功能区肿瘤来说,其手术治疗原则一直是争论的焦点,主要就是在肿瘤切除同时如何减少手术对功能区的影响,最大限度的保留患者神经功能。
二、脑胶质瘤放射性粒子植入治疗的原则
Walker等早在1978年已证实放射治疗能够明显延长高级别胶质瘤的生存期,此结果由于经过随机对照研究所获得,目前认为是很好的循证医学证据。放射治疗的目的是预防和控制胶质瘤的局部复发。肿瘤组织而非正常脑组织发生的“4Rs”(即修复、再分布、再氧合和再群体化)构成了常规分割放疗的理论基础。以γ刀为代表的放射外科所起的作用多为补充和加强多分割普通放疗的作用。放疗处方根据不同类型的原发恶性肿瘤不同,一般为:总剂量60Gy,30分割,每分割2Gy;新近革命性的放疗技术调强适形放射治疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)能获得比传统三维适行放疗(3D-CRT)更高的靶区适形度,更好地保护靶区周围的正常组织,尤其对不规则形状的或有凹面的靶区和重要器官;2006年国际肿瘤放射生物学及物理学杂志报道IMRT与常规外放疗(EBI)相比,IMRT的疾病无进展存活时间PFS及总生存时间OS均明显高于EBI。在高级别胶质瘤放射治疗中,同时应用替莫唑胺(TMZ)进行同步化疗已列入指南,已有文献证明TMZ同步化疗时有放疗增敏作用。对于转移瘤而言,全脑放疗(WBRT)以及立体定向放射外科(SRS)均有其适应范围,指南给予了较详细治疗路径的说明。
第二节 适应证
1.无手术切除指征且未予治疗的较小的大脑深部肿瘤,直径≤5cm。
2.无法耐受或拒绝外科手术的原发交界性(变形性)肿瘤(1~2级)的初始治疗。
3.无法耐受或拒绝外科手术的原发恶性肿瘤(3~4级)的初始治疗。
4.恶性肿瘤治疗后(术后或放化疗后)复发或残存病灶。
5.单发或少发脑转移瘤。
6.不主张手术完全切除后的预防性植入,但对于手术未完全切除的情况可补充植入粒子治疗,同样应遵循TPS计划。
第三节 禁忌证
1.严重出血倾向。
2.全身衰竭或KPS平分小于60分。
3.肿瘤弥漫或数量超过3个。
4.肿瘤最大直径大于6cm或体积大于120ml。
5.存在显著脑水肿或脑疝患者。
6.有广泛室管膜下或脑膜转移。
7.肿瘤累及脑干或基底神经节结构。
第四节 脑胶质瘤放射性粒子植入治疗剂量
1.根据病灶部位和病灶范围确定处方剂量 肿瘤匹配周边剂量(matched peripheral dose,MPD),单纯粒子植入治疗MPD为90~110Gy,既往曾行放射治疗MPD为80~90Gy。计划靶体积(PTV)为临床靶体积(CTV)外放1.0cm,同时勾画肿瘤周围危及器官,根据剂量体积直方图(DVH)得出肿瘤和危及器官的实际受量。V 100为达到处方剂量靶体积所占的百分比。
高级脑神经胶质瘤患者经过高剂量照射,肿瘤残存较少,可获得较好的预期效果,因此,对于高级脑神经胶质瘤,可提高处方剂量到110~135Gy。
2.粒子植入治疗计划系统(treatment plan system,TPS) 根据影像学资料,进行三维重建,再结合CT、MRI和三维重建资料,确定肿瘤的大小、形态、位置、与大血管关系,选定穿刺点、设计进针路线、方向,模拟布源,DVH图(图29-4-1)。
图29-4-1 术后验证的剂量体积直方图
3.每位受治疗患者应该准确记录的参数包括处方总剂量、剂量率、肿瘤最小剂量、处方剂量下的肿瘤靶体积百分比、肿瘤边缘1cm以外的正常脑组织所受最大剂量,以及粒子数、粒子活度、肿瘤体积、周围组织接受的总剂量和剂量率等。
第五节 操作过程
一、术前准备
1.患者准备
术前8小时禁食,4小时禁饮,穿刺部位备皮(图29-5-1),酌情应用止血、止疼、镇静等药物。
2.器械准备
(1)一般手术器材:
手术消毒包、手术缝合包、无菌手套、无菌注射器、手术刀片等。
(2)特殊手术器械:
专用穿刺针(可以在普通粒子植入针的基础上磨平尖端,以在穿刺过程中尽量不损伤血管和神经)、手动或者电动骨钻、与术前计划相匹配型号的钻头(2~5mm直径),固定架(立体定向架或者头膜固定),粒子植入枪、导针及装有粒子的“弹夹”等,所有器材均需提前消毒(图29-5-2)。
图29-5-1 术前备皮
图29-5-2 器械准备
二、操作过程
1.麻醉方式
局麻或者静脉麻醉。
2.CT引导定位方法
根据病灶不同位置和术前计划,选取适当体位,如俯卧、左侧卧、右侧卧、仰卧、斜卧等。扫描前用负压带固定人体(图29-5-3),用定位栅格贴于靶区对应皮肤大体位置,进行CT扫描(图29-5-4),定位后做标记,常规消毒,铺无菌巾,局麻,扩皮、钻孔(图29-5-5)。
图29-5-3 用负压带固定人体
图29-5-4 用定位栅格贴于靶区对应皮肤大体位置,进行CT扫描
图29-5-5 局麻、扩皮、钻孔过程
3.植入过程
在确保安全的情况下,尽量采用多点,多层面进针,以尽可能满足“巴黎原则”的粒子植入要求(放射源呈直线排列,相互平行且距离相等)。根据病灶的位置,兼顾距离最近、层面最佳、无重要器官(如脑内大血管、静脉窦、脑重要功能区、脑室系统等),在CT引导下将18G穿刺针进至靶点,如有囊液应先抽出,一方面减轻占位效应,另一方面,有利于粒子的固定。然后用植入枪依次释放籽源,根据术前计划系统设计以0.5~1.0cm间隔将 125I粒子植入到瘤体内,即刻CT扫描观察,退针调整角度后再次进针,同法逐颗释放粒子(图29-5-6)。必要时多点平行进针。
图29-5-6 植入过程
4.即刻扫描
观察有无出血,粒子的位置,多窗宽窗位观察,必要时补充布源,满意后结束手术重新扫描病灶,行术后验证以备复查。
5.术后处理
常规穿刺点处腱膜缝合(图29-5-7),以免脑脊液漏出,术后绝对卧床24小时,常规给以抗炎、脱水、降颅压、止血治疗3~5天。
图29-5-7 穿刺点处腱膜缝合
6.术后随访
包括临床和影像学随访。术后1个月和每间隔2个月复查CT增强、MRI平扫和增强,必要时行PET-CT检查,了解肿瘤变化情况。记录疼痛缓解时间及神经功能的变化情况。
第六节 并发症及处理
一、并发症
颅内压增高,肿瘤坏死引起严重脑水肿,脑疝,颅内出血(包括硬膜外血肿、硬膜下血肿、脑内血肿、针道出血等),脑动脉闭塞,癫痫发作,神经功能损害加重,无菌性脑脓肿,无菌性脑膜炎,伤口感染、裂开、愈合延迟,头皮裂伤、头皮血肿、脑积液渗出,长期激素依赖,渐进性老年痴呆症,精神病症状,面部疼痛,肺栓塞,粒子脱落,局部脑坏死等。
二、并发症的预防要点
减少穿刺次数,选取合理进针点,避免突然用力。定体位、定角度、分步进针,这是顺利完成治疗的前提,另外根据病灶的位置,兼顾距离最近、层面最佳、无重要器官非常重要。出现针道出血的概率与脑组织被穿破的次数呈正相关,因此,穿刺时,要尽量提高穿刺成功率,减少穿刺次数。角度调整:组织间植入 125I放射微粒子,不同于活检穿刺,要求所释放粒子具有一定的空间分布,因此,释放针的角度调整非常必要。
钻孔注意事项:
由于定位的要求,钻头的方向要与扫描平面平行,而该进针点往往与颅骨的弧面不垂直,二者之间呈一定角度,钻孔时不好固定钻头,易造成相应处筋膜撕裂,此时可先垂直钻孔,待颅骨上形成小孔,钻头不易滑动,重新调整钻头方向钻透颅骨即可。钻头型号的选择:原则上应尽量选择直径较小的钻头,以减少并发症,但考虑到要调整植入针角度的需要,对于体积较大的肿瘤或者较表浅的位置,应选择直径较粗的钻头。
三、常见并发症的处理
1.颅内压增高的处理
一般处理:密切观察神志、瞳孔、血压、呼吸、脉搏及体温变化,必要时监护颅内压,从而指导治疗。频繁呕吐者应禁食,给予补液。对意识不清的患者及咳痰困难者要考虑做气管切开术。给予氧气吸入有助于降低颅内压。
病因治疗:颅内出血量大时,考虑外科手术。当引起脑疝时,应分秒必争进行紧急抢救或手术处理。
降低颅内压药物治疗:常用口服药物有氢氯噻嗪25~50mg,每日3次;乙酰唑胺250mg,每日3次;呋塞米20~40mg,每日3次。常用注射药物有20%甘露醇250ml,快速静脉滴注,每日2次;呋塞米20~40mg,肌肉或静脉注射,每日1~2次。
激素的应用:地塞米松5~10mg静脉或肌内注射,每日2~3次;氢化可的松100mg静脉注射,每日1~2次;泼尼松5~10mg口服,每日1~3次,可减轻脑水肿,有助于缓解颅内压增高。
冬眠低温疗法或亚低温疗法:有利于降低脑的新陈代谢率,减少脑组织的氧耗量,防止脑水肿的发生与发展,对降低颅内压亦起一定作用。
巴比妥治疗:大剂量异戊巴比妥钠或硫喷妥钠注射有利于使颅内压降低。但需在专科医师指导下应用。在给药期间,应监测血药浓度。
辅助过度换气:目的是使体内CO 2排出。
抗生素治疗:控制颅内感染或预防感染。预防用药选择广谱抗生素,术中和术后应用为宜。
症状治疗:疼痛给予镇痛剂,但忌用吗啡和哌替啶等类药物,防止抑制呼吸中枢而导致患者死亡。有抽搐发作的病例,应给予抗癫痫药物治疗。烦躁患者给予镇静剂。
2.脑疝的处理
在做出脑疝诊断的同时应按颅内压增高的处理原则快速静脉输注高渗降颅内压药物,以缓解病情,争取时间。当确诊后,根据病情迅速完成开颅手术前准备,尽快手术去除病因,如清除颅内血肿等。如难以确诊或虽确诊而病因无法去除时,可选用下列姑息性手术,以降低颅内高压和抢救脑疝:侧脑室体外引流,脑脊液分流术,减压术等。
3.颅内血肿的处理
密切观察意识、瞳孔、生命体征及中枢神经系统体征变化;复查颅脑CT检查、行颅内压监测或脑诱发电位监测;积极处理高热、躁动、癫痫等,有颅内压增高者,给予脱水等治疗,维持良好的轴位循环和脑灌注压;注重昏迷患者护理及治疗,首先保证呼吸道通畅;有手术指征者尽早手术,已有脑疝时,先给予20%甘露醇250ml及呋塞米40mg静脉推注,立即手术。
4.头皮血肿、头皮裂伤、脑脊液外渗的处理
头皮血肿的处理时,较小的头皮血肿在1~2周可自行吸收,巨大的血肿可能需4~6周才吸收。采用局部适当加压包扎,有利于防止血肿的扩大。若压迫止血失败时,可行缝合止血。头皮裂伤处理应对头皮裂伤按照压迫止血、清创缝合原则处理。如有脑脊液外渗,须按开放性脑损伤处理,即行头皮缝合,将开放性脑损伤变为闭合性脑损伤。
第七节 临床治疗效果评价
任何治疗结果和有效治疗评估都应该考虑患者本身和肿瘤有关因素。特别该考虑性别、年龄、肿瘤的体积之间、肿瘤分级等因素相互作用的重要性。年龄小于50岁,肿瘤体积小于20ml、直径小于4cm,肿瘤的分级越低,疗效更优。与术后生存率显著相关。
经过治疗,肿瘤尺寸可相隔不同时期变小。直径>4cm的肿瘤经过短距离放射治疗可产生放射性坏死。
永久性 125I治疗复发恶性胶质瘤有合理生存率,并发症较少。
应用 125I植入肿瘤放射治疗协作组织(RTOG)递归分区分层分析研究表明 125I植入治疗使符合治疗的患者获益。根据两个随机研究表明,完全随机化研究进一步证实短距离照射疗效真实可靠。
第八节 临床应用举例
例1 患者,女性,52岁,脑胶质瘤术后放化疗后半年,肿瘤复发,为进一步控制肿瘤,行放射性粒子植入治疗(图29-8-1~图29-8-6)。
图29-8-1 术前MRI
图29-8-2 术前计划
图29-8-3 术前计划DVH图
图29-8-4 术后CT
图29-8-5 术后验证计划
图29-8-6 术后验证计划DVH图
例2 患者,男性,16岁,确诊脑胶质瘤半年余,行2次γ刀放射治疗效果不佳,后行放射性粒子植入治疗(图29-8-7~图29-8-12)。
图29-8-7 术前MRI
图29-8-8 术中穿刺入路
图29-8-9 术后CT
图29-8-10 术后验证计划
图29-8-11 术后验证计划DVH图
图29-8-12 术后4个月随访
例3 患者,女性,25岁,确诊Ⅳ级脑胶质瘤8.5个月,拒绝手术及放化疗,给予放射性粒子植入治疗(图29-8-13~图29-8-17)。
图29-8-13 术前MRI
图29-8-14 术后CT
图29-8-15 术后验证计划
图29-8-16 术后验证计划DVH图
图29-8-17 术后8个月随访
例4 患者,男性,54岁,脑少突胶质细胞瘤2次术后复发,放化疗效果欠佳,后行放射性粒子植入治疗(图29-8-18~图29-8-22)
续图
图29-8-18 术前MRI
图29-8-19 术后CT
图29-8-20 术后验证计划
图29-8-21 术后验证计划DVH图
图29-8-22 术后9个月随访
例5 患者,男性,60岁,右侧颞叶脑胶质瘤Ⅳ级(图29-8-23、图29-8-24)。
图29-8-23 治疗过程
图29-8-24 变换角度观察粒子分布
例6 患者,女性,54岁,右侧颞叶及双侧额叶胶质母细胞瘤(图29-8-25~图29-8-30)。
图29-8-25 术前表现
图29-8-26 术后表现
图29-8-27 术后三维重建显示粒子分布
图29-8-28 另一角度三维重建显示粒子分布
图29-8-29 三维重建显示粒子位置
图29-8-30 治疗后9个月,病灶均得到控制
例7 患者,男性,29岁,小脑蚓部胶质细胞瘤Ⅱ级(图29-8-31~图29-8-33)。
图29-8-31 术前MRI轴位像所见
图29-8-32 术后6年病灶消失
图29-8-33 术后6年骨窗显示病灶
例8 患者,女性,25岁,左侧颞叶及左侧基底节区多发胶质母细胞瘤(图29-8-34~图29-8-43)。
续图
图29-8-34 左侧颞叶病灶MRI强化表现
图29-8-35 左侧基底节病灶MRI强化表现
图29-8-36 左侧颞叶病灶MRI像T 2表现
图29-8-37 左侧基底节病灶MRI像T 2表现
图29-8-38 左侧颞叶病灶术中过程
图29-8-39 左侧基底节病灶术中过程
图29-8-40 左侧颞叶病灶术后2年
图29-8-41 左侧基底节病灶术后2年
图29-8-42 左侧基底节病灶术后2年
图29-8-43 病灶术后2年骨窗所见
例9 患者,男性,51岁,左侧额叶少突胶质细胞瘤(图29-8-44~图29-8-47)。
图29-8-44 术前MRIT 2所见
图29-8-45 术中过程
图29-8-46 术后粒子分布
图29-8-47 术后5年,病灶控制,右侧枕叶大面积脑梗死
(刘士锋 胡效坤)