《Acta Neurochirurgica》:Perfusion changes associated with intratumoral embolization and feeder occlusion for meningiomas: an arterial spin labeling study
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本研究针对脑膜瘤术前栓塞临床获益存在争议的背景,利用动脉自旋标记(ASL)灌注成像技术,客观评估了肿瘤内栓塞与供血动脉近端闭塞两种栓塞策略对肿瘤血流的影响。结果表明,肿瘤内栓塞能更显著地降低肿瘤/正常脑组织灌注比值(T/N比)和血流减少率,为优化栓塞策略提供了客观的影像学依据。
脑膜瘤是颅内最常见的脑外肿瘤之一,手术切除是其标准治疗方法。然而,作为富血管性肿瘤,术中大出血风险一直是困扰外科医生的难题。为了减少术中出血、软化肿瘤并缩短手术时间,术前栓塞作为一种辅助治疗手段已应用多年。其中,根据栓塞材料送达的位置,主要分为两种技术路线:一是将栓塞材料输送至肿瘤内部的“肿瘤内栓塞”(intratumoral embolization),二是闭塞肿瘤近端供血动脉的“供血动脉闭塞”(feeder occlusion)。虽然理论上肿瘤内栓塞能更有效地阻断肿瘤血供,但其相较于供血动脉闭塞的实际血流动力学效果究竟如何,此前缺乏客观、定量的评估。传统上,评估栓塞效果多依赖术中失血量、手术时间等间接且易受多种因素影响的指标,或依赖手术医生的主观感受。因此,迫切需要一种能够无创、定量、可重复地测量栓塞前后肿瘤血流变化的方法,以科学比较两种栓塞策略的优劣。这正是本项研究旨在解决的核心问题。
为了回答这个问题,研究团队设计了一项回顾性队列研究,并选择了一种名为动脉自旋标记(Arterial Spin Labeling, ASL)的磁共振灌注成像技术作为评估工具。ASL利用磁标记的动脉血水作为内源性示踪剂,无需注射外源性对比剂,便可定量测量脑血流量(Cerebral Blood Flow, CBF),具有无创、可重复性好、不受血脑屏障破坏影响等优势,非常适合在围手术期多次评估。研究人员假设,ASL能够客观地揭示两种栓塞技术对肿瘤血流灌注影响的差异。
该研究由来自日本大阪医科药科大学(Osaka Medical and Pharmaceutical University)的团队完成,并发表在国际神经外科权威期刊《Acta Neurochirurgica》上。研究纳入了2019年至2025年间在该机构接受脑膜瘤术前栓塞,并且同时拥有栓塞前后ASL影像数据的43例连续患者。根据栓塞术后计算机断层扫描(CT)上栓塞材料的位置,患者被分为两组:栓塞材料存在于肿瘤实质内的被归为肿瘤内栓塞组;栓塞材料仅位于近端供血动脉、未进入肿瘤的则归为供血动脉闭塞组。这种分组方式是基于术后影像的回顾性判定,反映了技术上的实际可行性,而非预先设定的随机对照设计。
研究采用的主要技术方法包括:1) 动脉自旋标记(ASL)灌注磁共振成像:使用3.0T磁共振扫描仪,在栓塞前(平均14.7天)和栓塞后(平均1.7天)对患者进行扫描,获取全脑灌注图像。2) 影像学分析:在ASL生成的脑血流量(CBF)图上,于肿瘤最大横截面积区域手动勾画感兴趣区(ROI),计算肿瘤血流量(Tumor Blood Flow, TBF);同时在对侧小脑半球放置圆形ROI,获取正常脑组织的CBF作为参考。通过计算TBF与CBF的比值(即T/N比),来标准化个体间的血流差异。3) 血流减少率计算:根据栓塞前后的T/N比值,使用公式[(1-术后T/N比/术前T/N比)×100%]计算每个肿瘤的血流减少率。4) 血管内治疗:所有栓塞手术均由经验丰富的神经介入医师在全身麻醉下进行。主要使用13%浓度的N-丁基-2-氰基丙烯酸酯(NBCA)和裸铂弹簧圈作为栓塞材料。栓塞策略(选择肿瘤内栓塞还是供血动脉闭塞)根据血管解剖、技术可行性和避免神经血管损伤的风险个体化决定。
研究结果部分通过详实的数据和图表展示了两种栓塞技术的效果差异。
患者数据与基线特征:两组患者在年龄、性别、肿瘤最大直径和世界卫生组织(WHO)分级方面均无显著差异。所有病例均为WHO 1级或2级,未见3级病例。
肿瘤血流动力学变化:这是本研究最核心的发现。
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肿瘤内栓塞显著降低T/N比:在肿瘤内栓塞组,栓塞术后T/N比值较术前显著下降(P=0.003)。
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供血动脉闭塞对T/N比影响不显著:在供血动脉闭塞组,术前与术后T/N比值之间未观察到统计学上的显著差异(P=0.36)。
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肿瘤内栓塞的血流减少率更高:肿瘤内栓塞组的平均血流减少率(50.6%)显著高于供血动脉闭塞组(24.1%)(P=0.001)。
手术相关结果:尽管肿瘤内栓塞在降低肿瘤血流方面更有效,但两组在术中失血量、手术时间等临床参数上未显示出显著差异。研究者分析这可能与肿瘤大小、位置、血管丰富程度以及手术技巧的个体差异等多种混杂因素有关。
神经功能缺损:所有术后出现的短暂性神经功能缺损(共5例)均发生在使用NBCA进行肿瘤内栓塞的患者中,包括轻度的肢体无力、面部感觉异常、动眼神经麻痹和运动性失语等,这些症状均在数天至数月内完全恢复。术后磁共振成像(MRI)未显示缺血或出血,这些症状被认为可能与栓塞后神经综合征(Post-Embolization Neurological Syndrome, PENS)有关,即由栓塞后肿瘤短暂肿胀或瘤周炎症引起。而供血动脉闭塞组则未观察到任何术后并发症。
典型病例展示:研究通过两个具体病例直观展示了两种栓塞技术的影像学表现和效果。
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病例1(肿瘤内栓塞):一位60余岁的左侧颞部凸面脑膜瘤患者,术前ASL显示肿瘤高灌注(T/N比=4.78)。经左侧脑膜中动脉分支进行NBCA肿瘤内栓塞后,术后CT可见肿瘤内栓塞剂沉积,ASL显示肿瘤灌注信号明显降低,T/N比降至2.31,血流减少率达51.6%。
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病例2(供血动脉闭塞):一位70余岁的右侧桥小脑角区脑膜瘤患者,术前T/N比为5.80。通过弹簧圈对脑膜垂体干(Meningohypophyseal Trunk, MHT)的供血动脉进行近端闭塞后,术后血管造影显示肿瘤染色消失,但MRI未见明显造影剂充盈缺损,ASL显示T/N比降至2.57,血流减少率为55.7%。该病例表明,即使实现了近端供血动脉的造影性闭塞,肿瘤内仍可能通过侧支循环保留部分灌注。
在讨论与结论部分,作者深入阐述了本研究的意义、局限性及未来方向。本研究首次利用ASL技术,客观、定量地比较了脑膜瘤术前栓塞中肿瘤内栓塞与供血动脉闭塞对肿瘤血流的影响。结果明确显示,肿瘤内栓塞能导致更大幅度的肿瘤血流减少,这与其能直接将栓塞剂输送到肿瘤内部血管床,更彻底地破坏肿瘤微循环的理论预期一致。而单纯的近端供血动脉闭塞,可能因远端侧支循环的建立或残留灌注,无法持续、有效地降低肿瘤实质内的血流量。
尽管肿瘤内栓塞在血流动力学上优势明显,但本研究并未观察到其在减少术中失血或缩短手术时间方面的显著临床获益。这提示,栓塞带来的益处可能更多体现在肿瘤软化、便于分离等手术操作层面,而这些难以量化。此外,所有短暂性神经并发症均发生在肿瘤内栓塞组,且与使用NBCA有关,尤其是在靠近颅神经的颅底(如鞍结节)脑膜瘤中。这警示我们,在追求更佳栓塞效果的同时,必须权衡其可能增加的、特别是与栓塞剂理化特性及位置相关的并发症风险。
本研究肯定了ASL作为一种无创、无需对比剂、可重复的灌注成像工具,在客观评估脑膜瘤栓塞疗效方面的实用价值。它为神经介入和神经外科医生选择栓塞策略提供了基于影像的客观依据。然而,本研究作为一项回顾性、单中心研究,样本量有限,且栓塞技术选择基于解剖和技术的可行性而非随机分配,存在选择偏倚。此外,研究中主要使用NBCA进行肿瘤内栓塞,而供血动脉闭塞则可能联合使用了弹簧圈,栓塞材料本身的差异可能也是影响结果的一个混杂因素。
综上所述,这项发表于《Acta Neurochirurgica》的研究通过先进的ASL灌注成像技术证实,对于脑膜瘤的术前栓塞,肿瘤内栓塞在降低肿瘤血流方面优于传统的供血动脉近端闭塞。这为优化脑膜瘤的术前辅助治疗策略提供了重要的影像学证据。未来的研究需要更大规模、前瞻性的多中心队列,并采用更先进的ASL序列(如多延迟ASL),以进一步明确不同栓塞技术对最终手术结局和患者预后的影响,并更细致地评估其风险效益比。