《Journal of Neuro-Oncology》：Investigation of the effects of radiotherapy and chemotherapy on brain volume in cancer patients: brain tumor study
编辑推荐：
本项研究旨在探究放疗和化疗对脑肿瘤患者健康大脑结构的潜在影响这一临床关键问题。研究团队通过回顾性队列分析，利用MRICloud和VolBrain平台对47例患者治疗前、放疗后及化疗后的脑部MRI进行了自动化体积测量。结果发现，放疗后端脑体积显著增大（可能源于水肿或炎症），而间脑体积则出现持续性减少，其他脑区及肿瘤体积未见显著变化。该研究强调了放疗可能对特定脑区造成结构性影响，为个体化治疗监测和早期干预提供了新的量化视角。
大脑，这个人体最精密的器官，一旦被肿瘤侵袭，其治疗过程本身也如同一场复杂的战役。放疗和化疗是攻击肿瘤细胞的主要武器，但它们是否会“误伤”周围的健康脑组织？这些“误伤”是暂时的还是永久的？又会具体影响大脑的哪些区域？这些问题长期困扰着临床医生和研究人员。尽管技术进步显著，但精准评估治疗对正常大脑结构的影响仍是一大挑战。为此，来自Inonu University Turgut ?zal Medical Center的研究团队开展了一项研究，旨在利用先进的自动化影像分析技术，客观量化放疗和化疗对脑肿瘤患者大脑各结构体积的影响，以期更深入地理解治疗相关的神经结构变化，并为个体化治疗规划提供依据。这项研究成果发表在《Journal of Neuro-Oncology》上。
为了回答上述问题，研究人员主要运用了以下几项关键技术方法：首先，他们构建了一个回顾性患者队列，纳入了47名在2012年至2023年间接受治疗的18-90岁原发性或转移性脑肿瘤患者。其次，研究依托于标准的临床脑部磁共振成像（MRI）扫描，在三个关键时间点（治疗前、放疗后、化疗后）获取了每位患者的T1加权三维磁化准备快速梯度回波（MPRAGE）序列图像。最后，也是本研究的核心，是使用了两种高度自动化的云端体积分析平台：利用MRICloud对端脑、间脑、脑室、白质、脑干、小脑及大脑皮层等多个脑结构进行体积分割与测量；同时，使用VolBrain平台专门对肿瘤体积进行量化。所有统计分析均通过重复测量方差分析（Repeated Measures ANOVA）等方法完成。
研究结果部分揭示了治疗过程中大脑结构变化的复杂图景：
- •
端脑体积的瞬态变化：统计分析显示，端脑体积在不同测量时间点存在显著差异（F=41.909， p=0.001）。具体而言，放疗后端脑体积显著增加，几乎达到基线水平的三倍；而在后续的化疗阶段，其体积又回降至与治疗前相当的水平。这一模式提示，放疗可能诱发了短暂性的水肿或炎症性增大，并在后续治疗中得以缓解。
- •
间脑体积的持续性减少：间脑的体积变化同样具有统计学显著性（F=28.387， p=0.001）。与端脑不同，间脑体积在放疗后出现显著下降，并且这一减少在化疗阶段保持稳定，第二、三次测量间无显著差异。这表明放疗可能导致间脑发生了更持久的萎缩性改变。
- •
其他脑区及肿瘤体积的相对稳定：研究未发现脑室（p=0.251）、白质（p=0.505）、脑干（p=0.071）、小脑（p=0.088）和大脑皮层（p=0.368）的体积在三个时间点存在统计学上的显著变化。尽管观察到微小波动，但均未达到显著性水平。此外，肿瘤体积在三次测量中亦无显著差异（F=0.622， p=0.456），表明在所研究的治疗期间内，疾病处于稳定状态。
结论与讨论部分对上述发现进行了深入阐释，并强调了其重要意义。研究指出，放疗和化疗会导致大脑发生区域特异性的体积改变。端脑的短暂性增大更可能归因于治疗相关的水肿或炎症过程，而非功能改善，这在临床影像解读中需与肿瘤进展仔细区分。相反，间脑的持续性体积下降可能反映了该区域对治疗（尤其是放疗）早期损伤的脆弱性，这与既往一些报道深部灰质结构早期萎缩的研究相一致。对于未显示显著体积变化的脑区（如白质、皮层），作者认为其改变可能在放疗后的晚期延迟阶段才变得明显，因此需要更长时间的随访来观察。研究同时验证了MRICloud和VolBrain在存在肿瘤及治疗相关变化的脑影像中仍能提供可靠体积数据的潜力。
这项研究的重要意义在于，它将自动化体积评估工具的应用场景扩展到了脑肿瘤的治疗监测领域。通过客观、定量地揭示治疗对正常脑结构的早期影响，该研究为临床医生提供了超越传统肿瘤大小评估的新维度。将此类自动化体积分析纳入常规随访，可能有助于早期发现治疗相关的结构性脑改变，从而为调整治疗策略、实施神经保护干预以及实现更个体化的治疗规划提供关键信息，最终有望在控制肿瘤的同时，更好地保护患者的脑功能与生活质量。
