European Radiology：鼻咽癌放疗后不同预后患者的脑白质改变

鼻咽癌（NPC）是一种流行于中国南方，特别是广东和广西省的恶性头颈部恶性肿瘤。由于鼻咽癌的辐射敏感性，放疗（RT）加上辅助化疗仍然是治疗鼻咽癌的主要方法。然而，由于靠近RT靶区，放射诱导的颞叶坏死（RN）是一种常见的晚期神经系统并发症，其发生率为4.6-8.5%。有证据表明，RN是永久性且不可逆的，并可能随着时间的推移而进展，这将引起一系列的神经系统症状，如记忆力下降、认知障碍、注意力和视觉感知功能障碍，从而严重影响患者的生活质量。因此，在RT后的急性或早期延迟阶段（RT后不到6个月是可逆的）准确预测RN十分有价值。最近的报告指出，早期与RT相关的大脑改变是RT后晚期延迟阶段神经认知功能障碍的预警信号。然而，早期阶段与RT相关的大脑改变是否可以用来预测晚期延迟阶段的RN仍然是一个开放的问题。因此，了解RT后NPC患者从急性期到晚期延迟期的脑结构变化的纵向演变及其与RN的关系，对早期识别和预防RN具有重要意义。

据报道，大脑白质（WM）比灰质（GM）更容易受到辐射损伤，这可能是由于白质的血液供应相对稀少所致。越来越多的证据表明，与辐射有关的WM微观结构变化和WM体积改变是辐射脑损伤的潜在影像学指标。

现阶段，机器学习已被广泛应用于医学影像领域，可以通过不同的算法从影像数据中提取有意义的信息，在个体层面进行分类和预测。近日，发表在European Radiology杂志的一项研究划定了鼻咽癌患者中发生RN和未发生RN的纵向WM容积改变的不同模式，并使用机器学习方法构建了RN与RT后早期WM容积改变的预测模型。

本项研究对74名接受标准放疗的无症状鼻咽癌患者进行了36个月的纵向随访。在放疗后第一年的多个时间点收集了结构性磁共振图像。纵向结构图像用FreeSurfer处理。线性混合模型被用来勾勒出发生RN和未发生RN的患者之间WM时间变化的不同轨迹。使用四种机器学习方法构建早期RN与颞部WM体积改变的预测模型。 

不同结果的鼻咽癌患者（RN与NRN）在放疗后，颞上回（STG）有不同的萎缩模式。RN患者比NRN患者的萎缩速度更快。使用放疗后早期阶段的时间性WM体积改变构建的预测模型对RN有良好的表现；曲线下面积（AUC）在放疗后1-3个月和6个月分别为0.879和0.806。此外，用放疗后1-3个月的绝对时间体积构建的预测模型也呈现出良好的性能；AUC为0.842，并被另一个独立的数据集所验证（AUC = 0.773）。 

图 密度分布图显示了RN组15名患者的全样本中坏死病变的重叠情况。RN, 辐射引起的颞叶坏死

据了解，本研究为第一个探讨RN在鼻咽癌患者早期（RT后1-3个月和6个月）的时间性WM体积改变预测价值的研究。在有或没有RN的NPC患者中观察到不同的STG萎缩模型。尽管两组患者的STG都表现出时间依赖性的萎缩，但与NRN组相比，RN组患者的萎缩得更明显。此外，早期阶段的WM体积改变（或绝对体积）可以预测RT后晚期延迟阶段的RN发生情况。本研究结果阐明了RN在NPC患者RT后的早期检测和预防。

原文出处：

Xiaoshan Lin,Zhipeng Li,Shengli Chen,et al.Divergent white matter changes in patients with nasopharyngeal carcinoma post-radiotherapy with different outcomes: a potential biomarker for prediction of radiation necrosis.DOI:10.1007/s00330-022-08907-z