【伽玛刀进展】4D-CTA在伽玛刀治疗脑动静脉畸形中的应用

【伽玛刀进展】4D-CTA在伽玛刀治疗脑动静脉畸形中的应用
《Cureus》杂志2018年6月11日在线发表美国西弗吉尼亚大学的Cifarelli CP, Vargo JA, Tenenholz T, Hack JD, Guthrie G, CarpenterJS.撰写的《用4D动态体积计算机断层血管照影（CTA）规划系统代替传统的导管血管造影对动静脉畸形进行伽玛刀放射外科治疗。

Gamma Knife Radiosurgeryfor Arteriovenous Malformations Using a Four-Dimensional Dynamic VolumeComputed Tomography Angiography Planning System as an Alternative toTraditional Catheter Angiogram. 》。

（doi:10.7759/cureus.2788. ）
背景
伽玛刀放射外科治疗（GKRS）仍然是对动静脉畸形（AVMs）的长期治疗重要的干预措施。

在治疗计划中，识别畸形血管巢是至关重要的，通常借助传统的血管造影的形式，具体依赖于高分辨率的血流成像。

动态320层计算机断层扫描（CT）血管照影为动脉内荧光成像提供了非侵入性的替代选择，并且能够提供等效的瞬时分辨清晰度（temporal resolution）。

本研究中，作者描述了在伽玛刀GKRS计划中使用四维CT血管造影术（4D-CTA）的可行性，并与传统的血管造影术进行了比较分析。

方法
接受伽玛刀GKRS治疗的AVM患者进行回顾性分析，在治疗前，和治疗当天，进行4D-CTA扫描，或接受治疗的同一天进行血管造影术检查。

从医疗记录中获取治疗时间，包括从安装Leksell定位架G开始的整个治疗时间。

通过从安装到拆除的整个时间减去治疗时间，计算得出戴头架的时间（frame-on time），并通过方差分析（analysis of variance ，ANOVA）对各个组进行统计分析。

所有的治疗都是用Perfexion型伽玛刀进行，通过320层的CT扫描或传统的血管造影成像获得动态血流成像（dynamic flow imaging）。

结果
从2011年9月至2017年1月，27例患者在作者医院接受29次伽玛刀GKRS治疗。

治疗时的平均患者年龄为35.5岁（6-65岁），男性：女性患者的比例为5:4。

12例患者在治疗前进行了4D-CTA扫描，8例患者在治疗当天完成相同的CTA扫描，7例患者接受传统的血管造影术。

各组的平均戴头架时间分别为190、336和426分钟（p<0.0001）。

没有任何治疗因图像质量而被中止。

结论
4D-CTA能作为伽玛刀GKRS计划中确定AVM畸形血管巢的有效工具。

本研究表明在GKRS治疗日之前进行4D-CTA，可以显著减少戴头架的时间，并可免除治疗当天因血管造影术并发症的风险。

图1：放射外科治疗AVM的工作流程。

患者接受三种机制中的一种，即在治疗当天安装好头架后接受血管照影术或4D-CTA扫描（DOS血管造影术、DOSCTA）或在治疗前四周内进行4D-CTA（治疗前-DOS CTA）。

使用（日本东京东芝公司生产的）AquilionONE320层CT扫描仪或（西门子医疗生产的）ArtisAngiography血管造影机，进行动态血流成像。

在Aquilion ONE扫描仪上接受4D-CTA的患者使用80-120千伏，100-240mAs，320层0.5毫米的动态瞄准，每秒钟获得3到4帧图像。

由神经放射影像学医生和（神经外科/放射肿瘤学医生组成的）治疗小组审阅整个脑部，以确定AVM 畸形血管巢最早的充盈阶段（图2）。

图2：用于畸形血管巢识别的时间分辨CTA（4D-CTA）。

一名11岁患者的治疗规划作为典型案例，使用治疗前的DOS 4D-CTA来确定最早的充盈阶段earliest filling phase（A），通过最后的峰值动脉peak arterial phase期和最大密度成像（maximal intensity projection，MIP ）（分别为B和C）。

用适度镇静作用下或全身麻醉后安装定位头架G。

所有的病人都进行过DOS MRI/MRA扫描，或者诊断性脑血管造影术或4D-CTA扫描检查。

数字图像以·医用格式（DICOM）上传到（瑞典斯德哥尔摩Elekta AB公司生产）GammaPlan计划软件，使用动态血流成像显现
的畸形血管巢作为适形靶区（图3A）。

进行未增强的CT头部体积扫描确定颅骨外形定位，并能与获得的4D-CTA图像融合（图3B）。

进行钆剂增强的MRI扫描勾画靶区轮廓和靶区细化，以确认畸形血管巢的位置（图3 C）。

所有的治疗都是在（瑞典斯德哥尔摩的Elekta AB 公司生产的）Perfexion伽玛刀系统上完成的，使用4、8和16毫米的准直器。

在治疗结束时，无论麻醉程度如何，都立即将定位头架移除。

图3:伽玛刀GKRS治疗中靶区轮廓勾画（）delineation and contouring）的顺序。

从最早的充盈期4D-CTA的DICOM源体积图像用于GammaPlan中的轮廓勾画(A)。

与头部定位CT图像融合后治疗当天的4 D-CTA,和相关的靶区轮廓(B)。

使用钆剂增强后T1和飞行时间测距法(TOF)MRI序列用于验证轮廓并根据需要进一步加以细化(C)。

从2011年9月至2017年1月，27例患者接受了29次GKRS 治疗。

治疗时的平均年龄为35.5岁（6-65岁），男性：女性患者比例为5:4。

Spetzler-Martin分级从I级到V级，在表1中总结了三个组的治疗流程。

各组间没有发现统计学的显著差异（p.>0.05）。

治疗最大剂量从32.1到47 Gy，平均边缘剂量从16到23Gy，所有的处方等剂量线都在50%，各组间都没有显著差异（表1）。

在使用伽玛刀GKRS治疗的27例患者中，23例患者获得随访影像数据，其中11例患者完全闭塞。

在那些有放射影像学证据的病灶闭塞的患者中，从治疗到完全闭塞的时间并没有明显的不同，总体均值为885天（2.4年）（表3）。

图4：使用4D-CTA预规划技术的AVM消除的例子。

诊断性脑血管造影是对AVM结构（A和B）的初步诊断和描述，在GKRS之后，每六个月进行一次MRI/MRA的检查，直到怀疑闭塞。

在GKRS之后的18个月，重复的血管造影显示Spetzler-MartinIII级的AVM（C和D）完全闭塞。

本研究不支持将4D-CTA作为替代传统的脑血管造影术的成像方式以进行病灶诊断。

作者认识到，对大多数AVMs的复杂结构，特别
是在高等级的Spetzler-Martin病灶，的精确描述通常需要使用传统的导管血管造影术。

此外，证实患者病灶闭塞的方法仍然是基于经导管血管造影术。

然而，尽管DSA在AVM治疗中仍然具有重要意义，但作者断言，本研究数据支持GKRS治疗AVM的中计划使用4D-CTA的有效性，并将从进一步的研究中获益。