鼻咽癌放射治疗后放射性脑病的MRI表现

中华放射肿瘤学杂志 2000年第4期第9卷 论　著

作者：刘雅洁　易俊林　欧阳汉　蔡伟明　徐国镇

单位：北京，中国医学科学院中国协和医科大学肿瘤医院放射诊断科　100021

关键词：鼻咽肿瘤；放射疗法；磁共振成像；放射损伤；放射性脑病

　　【摘要】　目的　观察鼻咽癌放射治疗后放射性脑病（REP）的MRI表现并探讨其诊断价值。方法　对38例具有临床表现、MRI诊断、随诊观察或手术病理证实的鼻咽癌放射治疗后REP病人的MRI和临床资料进行回顾性分析。结果　REP的发生以颞叶最为常见，占所有检出病灶的90.7%，病变可累及双侧或单侧。其典型表现为：（1）指状水肿并局灶性脑坏死：T₁WI为指状低信号，T₂WI为高信号，T₁WI+Gd-DTPA增强扫描可见位于颞叶底部的脑回状或不规则环形强化，强化灶的上界多在颅底线上1.5～3.0?cm，强化灶周围可见大片水肿。病灶大者（13.2%）可有占位效应。（2）囊性液化（脑软化）：T₁WI为边界清楚类圆形脑脊液样低信号，T₂WI为高信号（1个病灶为低信号），T₁WI+Gd-DTPA增强扫描无强化或囊壁有浅淡强化，病灶上界亦位于颞叶底部颅底线上3.0?cm以内。无占位效应。脑干受损者5例（2例同时有颞叶病灶）主要累及脑桥，占9.3%。T₁WI为低信号或等信号，T₂WI为高信号，T₁WI+Gd-DTPA增强扫描可见点状或不规则环状强化，病灶均＜2 ?cm，周围水肿轻，无占位效应。 结论　鼻咽癌放射治疗后REP的MRI表现有一定的特征性，可作为REP诊断的主要方法。

MRI findings of radiation induced-encephalopathy in nasopharyngeal carcinoma

LIU Yajie　YI Junlin　OUYANG Han

　　（Department of Radiation Oncology, Cancer Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Peking Union Medical College, Beijing 100021, China）

　　【Abstract】　Objective　To observe the MRI findings and evaluate its diagnostic value for radiation-induced encephalopathy in nasopharyngeal carcinoma. 　Methods　Thirty-eight patients with diagnosis of radiation-induced encephalopathy were retrospectively reviewed. All patients were diagnosed on grounds of clinical manifestations, MRI, and/or pathology. 　Results　In these 38 patients, 54 lesions were observed. The lesions were mainly in the bilateral or unilateral temporal lobes (90.7%). There are two typical MRI features: (1). Finger edema and focal necrosis-Finger edema was observed in 44 lesions. T₁WI showed that there was low signal intensity in 35 lesions (35/44), iso-signal intensity in 5, and no abnormal findings in 4. T₂WI showed high signal intensity in 42 lesions, iso-signal intensity or mixed high signal intensity in 2. T₁WI plus Gd-DTPA showed gyrus or irregular rings of enhancement in the bottom of temporal lobes. The majority of the enhanced lesions were 1.5～3.0?cm above the skull base plane. Only 5 patients had space-occupying effect (13.2%). (2). Cyst liquefaction (encephalomalacia)-T₁WI showed a well-demarcated and rounded low signal intensity as collection of cerebrospinal fluid (5/5). T₂WI showed high signal intensity (4/5) or low signal intensity (1/5). T₁WI plus Gd-DTPA showed no enhancement on the cystic wall. There was no space-occupying effect. Five patients had an encephalopathy in the pons of brain stem (9.3%). MR image in T₁WI of these patients showed low signal intensity (3/5) or iso-signal intensity (2/5) whereas T₂WI showed high signal intensity (5/5). There was no space-occupying effect. 　Conclusions　The MRI findings are characteristic in radiation-induced encephalopathy observed in nasopharyngeal carcinoma patients. MRI is important in the diagnosis of radiation-induced encephalopathy.

　　【Key words】　Nasopharyngeal neoplasms/radiotherapy; Magnetic resonance imaging;Radiation injury;Radiation induced encephalopathy

　　放射性脑病（radiation encephalopathy , REP）是鼻咽癌放射治疗后长期生存者最为常见的并发症之一， MRI可较灵敏的发现病变。本文回顾性分析本院1987年9月至1999年9月经MRI诊断的38例鼻咽癌放射治疗后放射性脑病患者的MRI表现及临床资料，旨在探讨其MRI特征性表现及诊断价值。

　　1　材料与方法

　　1.1　一般资料：38例中男31例，女7例，年龄18～71岁，中位年龄53岁。鼻咽部病变按1992年福州会议所制定的分期标准，其 中T₁期 8例，T₂期9例，T₃期11例，T₄期10例。病理为低分化鳞癌37例（泡状核细胞癌2例），未分化癌1例。

　　1.2　放射治疗方法： 放射治疗多采用6?MV或8?MV X线治疗，⁶⁰Co放射治疗1例，均为常规照射。一程放射治疗者32例，二程放射治疗者6例。照射野多采用面颈联合野+耳前野或单独采用耳前野，少数患者加用鼻前野、颅底野或耳后野。照射野的上界为眉弓结节与外耳孔上缘上0.0～3.0?cm连线（相当于颅底基准线上0.5～3.5?cm）。后界：面颈联合野为斜方肌前缘，耳前野为外耳孔前缘或后缘。外照射总剂量：一程者颅底为60～90?Gy，中位剂量80?Gy；二程者首程为70～80?Gy，中位剂量70?Gy，二程为50～80?Gy，中位剂量62.4?Gy。

　　1.3　MRI检查的时机与方法：颞叶损伤者无明显症状或体征常规MRI复查鼻咽时发现2例；主诉头晕、走路不稳者16例；头痛者9例；肢体偏瘫者2例；记忆力下降者3例；抽搐者1例。2例颞叶和脑干同时损伤者中1例表现为头痛，1例为肢体乏力，走路不稳。3例单纯脑干损伤者均为肢体偏瘫，其中2例伴复视，1例伴面瘫。MRI检查采用SE序列常规横断位、矢状位、冠状位、T₁WI、T₂WI及T₁WI+Gd-DTPA增强扫描。部分病例行MRI复查。

　　1.4　诊断标准：临床表现、MRI所见及临床随诊观察，2例经手术病理证实。

　　2　结果

　　2.1　潜伏期：一程放射治疗者治疗结束到MRI检查发现REP病变时间为1年3个月至12年4个月，中位时间4年10个月。二程放射治疗者距首程为1年9个月至9年11个月，中位时间3年1个月；距二程为5个月至2年1个月，中位时间1年4个月。

　　2.2　病变部位：38例中位于颞叶者33例，脑干者3例，颞叶及脑干同时发生放射性损伤者2例。颞叶双侧同时受累14例，单侧受累21例，左侧11例，右侧10例。

　　2.3　病变的形态、大小及信号强度：38例中共检出54个病灶，颞叶49个病灶占90.7%，脑干5个病灶（均位于脑桥）占9.3%，其分布、形态及信号强度见表1。颞叶病灶均较大，最大者可达7.0?cm×6.8?cm×10.0?cm，达部分额叶和顶叶。脑干病灶较小，最大者1.8?cm×1.8?cm×1.0?cm。

　　2.4　T₁WI+Gd-DTPA增强扫描：21例行增强扫描，其中16例颞叶大片不规则如指状病变者共22个病灶，表现为颞叶底部脑回状或不规则环形强化占86.4%（19/22），不均匀灶状强化占9.1%（2/22），团块状强化占4.6%（1/22）。强化灶上界多在颅底线上1.5～3.0?cm，2例达颅底线上4.0?cm，1例达颅底线上6.0?cm。周围为大片不规则如指状的低信号水肿区。2例颞叶边界清楚类圆形病变者3个病灶，2个病灶无强化，1个病灶囊壁及分隔有浅淡强化。病灶上界均位于颅底线上3.0?cm内。另有脑干病变者5例（2例同时有颞叶损伤者）均行增强扫描，分别呈点状、环状或不规则形强化（见图1～3）。

表1　38例REP患者MRI检查54个病灶

　　的分布、形态及信号强度

　　2.5　占位效应：38例中有占位效应者5例，占13.2%，均为位于颞叶单侧指状水肿形病变较大者。

　　2.6　 MRI复查：13例病人在首次诊断后0.5～5.0年行MRI复查。水肿吸收、强化区缩小者9例（1例颞叶及脑干同时受累者，脑干病灶消失），其中2例为经手术治疗者；3例无明显变化；1例4年后复查见病变水肿区及强化区均增大，但临床症状无明显加重，仍仅为记忆力减退。13例中3例在发现放射性脑损伤后每隔0.5年复查1次MRI。尽管诊断后给予积极的高压氧（1～2个疗程，20～40次）和神经营养药治疗，0.5年后复查MRI有2例病情进展，表现为脑水肿加重，范围加大，强化区增大，1年后复查病变才缩小；另1例2年内4次复查均无明显变化。

　　3　讨论

　　本组资料显示鼻咽癌放射治疗后REP的发生以颞叶最为常见，占所有病灶的90.7%。其MRI主要表现为：（1）指状水肿并局灶性脑坏死：病灶可累及双侧或单侧颞叶，病灶较大但多数仍局限于颞叶，偶可达部分额叶及顶叶。T₁WI表现为大片不规则指状低信号，少数为等信号或无明显异常表现（但在T₂WI上均有异常信号）。 T₂WI多为高信号，少数为高信号和等信号的混杂信号。T₁WI+Gd-DTPA增强扫描后均可见位于颞叶底部的脑回状或不规则环状强化，强化的病灶多在颅底线上1.5～3.0?cm，部分病例可达颅底线上4.0～6.0?cm，周围可见大片水肿。多无占位效应，少数病变范围较大者可有占位效应。（2）囊性液化（脑软化）：病灶亦可累及双侧或单侧颞叶。T₁WI表现为类圆形边界清楚的如脑脊液样低信号，T₂WI为水样高信号或仍为低信号，T₁WI+ Gd-DTPA增强扫描常无强化或囊壁有浅淡强化。无占位效应。脑干受损者主要累及脑桥，占所有病例的9.3%，病灶较小，一般＜2.0?cm。T₁WI为低信号或等信号，T₂WI为高信号，T₁WI+ Gd-DTPA增强扫描可见点状或不规则环状强化，周围水肿轻。

　　本组资料与文献报道大致相同^［1-4］，但文献中对增强扫描后的形态未做具体描述，仅报道有强化或无强化。本组增强扫描21例，T₁WI为大片不规则如指状低信号者，均在颞叶底部有强化，且极具特征性的脑回状或不规则环状强化，强化的病灶多在照射野内，病灶的上界一般不超过颅底线上3.0?cm，少数可达颅底线上4.0～6.0?cm。尽管MRI多参数及多方向成像对REP的诊断已足够，但增强扫描仍是必要的^［4，5］。因为无论是T₁WI还是T₂WI，其信号的组成均可能是脑组织的坏死、变性和水肿区的混合影像，增强剂可区分其界限，判断有无坏死及液化的存在，以便确定REP的病变期别，因而有利于判断预后及指导治疗。Chong等^［4］报道REP的最早期变化仅为脑水肿，此期无强化，随后演变为位于灰质、白质或灰白质之间的局灶性坏死。早期病变可用皮质类固醇完全治愈，广泛病变治愈的结果是颞叶萎缩或巨囊性脑软化。本组病例中16例颞叶大片不规则水肿者行Gd-DTPA增强扫描均见强化，13例MRI随诊观察的结果亦未见上述演变过程，仅表现为水肿的吸收和强化区缩小。可能本组病例观察的时机均为病变的中期或观察的时间不够长。对REP的MRI表现与病理对照研究中发现：强化的机制主要是以血脑屏障破坏为主要原因，电镜下可见强化区域毛细血管的内皮间紧密连接变得疏松，甚至断裂，基膜裸露^［6］。Lee等^［7］对鼻咽癌放射治疗后放射性颞叶坏死3例活检和9例尸检病理组织学研究发现：在CT上表现为低密度指状水肿区者，在病理上为反应性白质水肿，照射体积内的白质是损伤最重的区域，表现为不同程度的脑实质凝固性坏死，伴有血管纤维变性，在病变轻的区域仅为脱髓鞘改变而无血管变化。而CT上表现为囊性区者，则病理为神经组织的液化、空洞形成和洞壁的胶质增生。结合本组资料，放射性脑病的两种特征性MRI表现亦与CT一样可反映脑组织的病理变化。对比MRI与CT表现发现（见文献［1,5］）：对于颞叶病灶较大者，CT同样显示良好，与MRI检出率无明显差异。若病灶较小，尤其位于颅骨周围者，由于颅骨产生伪影的影响，CT检出率常较低。而MRI则显示良好，尤其在T₂WI均有异常高信号。对于脑干病变，由于病灶均较小，且由于颅骨产生亨氏暗区的影响，CT检出率更明显低于MRI，仅为27.3%。因此，在REP的检出中MRI要优于CT。

　　REP的发生有一定的潜伏期，Lee等^［8］报道颞叶脑坏死潜伏期为1.5～13.0年，中位时间为5年。本组资料一程放射治疗者潜伏期与上述文献报道相近，二程放射治疗者潜伏期明显缩短，中位时间为1年4个月。REP的临床症状表现不一，据Lee等^［8］报道颞叶脑坏死中，16%的患者无症状，39%的患者无明确定位表现，仅为头晕、头痛、乏力、手足麻木等。其余患者表现为颞叶损害的特征，如记忆力、智力减退、精神症状、癫痫等。脑干损害者多表现为神经损害体征，少数亦可表现为无症状和无明确定位症状。本组病例表现与报道相仿。明显的影像学异常和与轻微的临床表现不一致是REP的最突出的特征。对于鼻咽癌放射治疗后高度怀疑放射性脑损伤者，可根据MRI的表现作出诊断，病理诊断对大多数病例是不必要的^［1,4,7］。REP的发生率与放射治疗的总剂量、单次照射剂量有关，总剂量越高，单次剂量越大，发生REP的危险越大。Lee等^［9］报道鼻咽癌放射治疗后10年颞叶REP的发生率为：单次剂量4.2?Gy，总剂量50?Gy组18.6%；单次剂量2.5?Gy，总剂量60?Gy组4.6%。并且根据生物效应剂量（BED?_Gy3　）推测常规放射治疗总剂量64?Gy，10年颞叶REP发生率为5%。本组病例均为常规放射治疗，一程者颅底剂量为60～90?Gy，中位剂量为80?Gy。其中60～70?Gy者10例（1例60?Gy，9例70?Gy），占31.3%；70～80?Gy者12例，占37.4%；80～90?Gy者10例，占31.3%。二程者则剂量更高，一程为70～80?Gy，二程为50～80?Gy。可见总剂量偏高是本组病例的特点。据报道REP的发生部位与照射野的设计有关^{［3，5 ］}，颞叶病变多为耳前野照射，脑干病变多为鼻前野和耳后野照射。本文颞叶损伤33例，面颈联合野加耳前野照射22例，单纯耳前野照射11例，其中4例加用鼻前野，4例加用颅底野，2例加用耳后野；颞叶和脑干同时损伤2例，均为面颈联合野加耳前野，其中1例加用颅底野；3例脑干损伤者，亦采用面颈联合野加耳前野，其中2例加用耳后野，1例加用鼻前野。可见，采用面颈联合野和耳前野主要发生颞叶损伤，面联合野、耳后野和鼻前野增加了对脑干的损伤。对于照射野的上界，面颈联合野和耳前野均包括不同大小体积的颞叶。从本组资料看，MRI所显示的病变范围与照射野一致，也就是说，照射野上界越高脑损伤的范围越大。因此，治疗时要注意根据CT或MRI所示的侵犯范围设计照射野，以免使损伤范围加大。

　　由于放射性脑病在影像学上易与下列疾病相混淆，临床诊断时要注意鉴别（见文献［2-4］）：（1）鼻咽癌的颅内受侵：鼻咽癌直接向颅内侵入影响颞叶底部和脑干等相邻脑组织，须与放射性脑坏死相鉴别。其主要的鉴别点是在冠状或矢状位扫描可见颅底上下肿瘤的连续性及颅底骨质的破坏。（2）鼻咽癌的颅内转移：鼻咽癌的血行颅内转移是罕见的。（3）颅内原发神经胶质瘤：肿瘤可位于颅内任何部位，一般同时侵犯灰质和白质，MRI多见占位效应。多病程较短，临床有明显的占位体征，及颅内压增高症状。位于脑干的胶质瘤多见于小儿，无放射治疗病史等可资鉴别。（4）对于类圆形囊性液化病变者要注意与脑脓肿相鉴别。由于脓肿成分不同，其表现不一，其鉴别主要看临床上有无感染因素存在，另外脑脓肿多病史较短，多为青年发病。

　　当放射性脑损伤出现形态学改变时，MRI对其检测较为灵敏，且具有一定的特征性表现，但此时说明病变已发展到较严重的程度。最近Chong等^［10］报道¹H-磁共振光谱仪（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可检测放射性脑坏死的代谢情况，可通过检测NAA（N-acetyl-aspartate）、Cho（choline）、Cr（creatine）来观察神经细胞功能的改变，可在MRI未出现异常改变时发现早期REP，但是由于费用昂贵，尚不能普及。目前MRI仍不失为放射性脑损伤诊断的主要常用方法。

图1 53岁男性，鼻咽癌放射治疗后3年6个月，右侧上下肢体乏力半年。1a T₁W1横断面示双侧颞叶不规则形低信号，脑桥两点状低信号。1b T₂W1横面示双侧颞叶不规则形高信号，脑桥两点状高信号。1c T₁W1+Gd-DTPA增强扫描横断面示双侧颞叶脑回状增强，脑桥点状强化灶。

图2 T₁W1+Gd-DTPA增强扫描图像。2a 53岁女性，鼻咽癌二程放射治疗后2年1个月，无明显症状，右侧颞叶底部团块状强化灶。2b 63岁男性，鼻咽癌放射治疗后5年8个月，头晕、走路不稳1年，左侧颞叶两个不规则灶状强化。

图3 58岁男性，鼻咽癌放射治疗后12年4个月，头晕6年，抽搐2次。3a T₁W1示两侧颞叶多个类圆形边界清楚囊性脑脊液样低信号，人有分隔，3b T₂W1示两侧颞叶病灶呈水样高信号。3c T₁W1+Gd-DTPA增强扫示两侧颞叶病灶无强化，仅见囊璧及分隔有浅淡强化。

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收稿日期：2000-03-22