《Neuro Oncology》杂志 2024年3月 4日在线发表美国The Ohio State University Wexner Medical Center的Joshua D Palmer , Haley K Perlow , Eric J Lehrer , 等撰写的综述《脑转移瘤治疗中新的放射治疗策略:挑战教条。Novel radiotherapeutic strategies in the management of brain metastases: Challenging the dogma》（doi: 10.1093/neuonc/noad260.）
放射治疗在脑转移瘤治疗中的作用正在不断发展。机器学习技术的进步提高了我们检测脑转移瘤的能力，也提高了我们将大脑亚结构作为危及关键器官的能力。利用PET示踪剂和基于磁共振成像的人工智能模型进行高级成像，现在可以预测肿瘤控制并区分肿瘤进展和放射性坏死。这些进步将有助于根据每个患者的肿瘤大小、组织学、全身治疗、内科合并症/患者遗传学和肿瘤分子特征来优化剂量和分割。
本文就脑部定向放射治疗脑转移瘤的研究现状作一综述。我们还将讨论未来的发展方向，以提高立体定向放射外科手术的精度和优化全脑放射技术，以改善局部肿瘤控制和防止认知能力下降而不形成坏死。
引言
脑转移瘤是成人中最常见的颅内肿瘤，占所有癌症患者的20-40%。脑转移瘤的频率随着最常见的原发性肿瘤(包括肺癌、乳腺癌、黑色素瘤和肾细胞癌)而增加这些肿瘤的治疗需要多学科的方法。治疗方案包括全身治疗、手术、放射外科(SRS)、分割放射外科(fSRS)和全脑放射治疗(WBRT)。
在这篇综述中，我们将重点讨论放射治疗脑转移瘤的管理。机器学习算法现在能够自动检测转移瘤，绘制具有相互关联功能的脑亚结构，并预测肿瘤反应。我们将重点介绍放射治疗的现状、未来发展方向和新技术。
放射外科的现代作用
虽然被认为是一种简单的诊断，但随着治疗方案的不断发展，脑转移瘤的治疗是复杂的。对于多发转移瘤，传统的WBRT更常被保护海马的全脑放疗的现代方法所取代。增加同步整合推量可靶向转移瘤全脑放疗可能会在未来得到进一步增强（This may be further enhanced in the future with the addition of a simultaneous integrated boost to targetable metastases）。在WBRT期间同时给予的推量可能改善局部控制，并降低那些将来可能没有机会接受放射外科的患者神经系统死亡的可能性（A boost delivered simultaneously during WBRT may improve local control and lower of the likelihood of neurologic death in those patients who may not have the opportunity for radiosurgery in the future.）。
在任何可能的情况下，立体定向放射外科是脑转移瘤的最佳放射治疗模式，这一观点被广泛接受。这可以在没有手术和/或全脑放疗的明确情况下进行，在辅助情况下进行以加强局部控制并最大限度地减少辅助WBRT的神经认知副作用（in the adjuvant setting to bolster local control and minimize the neurocognitive side effects of adjuvant WBRT），或在新辅助情况下进行以最大限度地减少结节性柔脑膜复发的可能性并降低手术腔坏死的风险。目前正在进行几项前瞻性随机试验，以评估新辅助与辅助放射外科的结果(NRG BN012-NCT05438212, NCT04474925)。
在多发性转移瘤的情况下，越来越多的证据表明，转移瘤的数量不应该是患者是否接受全脑放疗的驱动因素。相反，需要考虑的因素包括患者的运动状态、诊断、穿透中枢神经系统药物的分子状态和脑转移速度。随着直线加速器或专用放射外科平台(如Leksell GammaKnife©和CyberKnife©)的多转移输送平台的可用性不断增加，临床物流也是一个考虑因素。
在治疗越来越多的转移瘤时，重要的是要考虑如何在空间和时间上提供治疗的理想分布。当靶标彼此接近时，在正常大脑中存在重叠的中间剂量的可能性。这可能使V12值高于预期的出现症状性放射性坏死的风险，当容积为5cc、10cc或>15cc时，这一风险可能分别增加到10%、15%和20%。还需要考虑患者和临床后勤，例如面罩的舒适度和日程安排，并且可能需要在多天内分配转移灶。分割式放射外科手术可以通过几种方式进行。相邻转移瘤可以在同一天治疗，而不是将相邻转移瘤分散在不同的日子。后者可能具有给大脑恢复时间和降低坏死风险的优势。另一种选择可能是在初始过程中只治疗最大的、明确定位的转移灶，并在短时间间隔扫描后重新评估剩余靶标的完成情况。
放射外科的第二个需要重新考虑的历史限制是转移瘤的大小。对于较大的转移灶(2cm)，单次放射外科与较低的控制性和较高的放射性坏死风险相关。分割立体定向放疗改善了控制性，但放射性坏死的风险适度升高。一种新出现的范例是自适应性放射治疗，但仅靠这一点可能还不够。其中一个例子是分阶段fSRS，通过在第二次和第三次fSRS剂量之间留出2-4周的间隔，周围脑组织的体积减少，并有时间进行正常的组织修复。同样，个性化超分割立体定向消融放疗(PULSAR)旨在通过在放射外科的分次或脉冲之间引入策略时间延迟来进一步增强自适应效果[personalized ultra-fractionated stereotactic ablative radiotherapy (PULSAR) aims to further enhance the effects of adaptation by introducing strategic time delays between fractions, or rather pulses, of radiosurgery.]。通过允许脉冲间隔时间，可以看到体积减少高达40%(By allowing time between pulses, volume reductions of up to 40% can be seen. 32,34–36 Based on response, a provider now has the flexibility when adapting)。基于响应，供应商现在在自适应时具有灵活性。对于反应性转移，可以考虑体积缩小和/或剂量递减。对于无反应性转移，可能需要增加剂量或手术干预。这种模式也可以考虑运用在较小的转移瘤与显著脑水肿和/或重要功能区的位置。因此，脑转移瘤放疗的复杂性将继续以个性化的方式发展。
术后立体定向放射外科/分割放射外科
手术是脑转移瘤治疗的重要组成部分。适应证包括大于2cm的大转移灶，肿块占位效应引起的症状，或获得组织诊断。它通常保留针对表现良好的患者，在大脑非重要功能区有1-3个脑转移瘤的。历史上，患者在切除后给予WBRT以降低局部和远处脑功能失效的风险。
随着越来越多的证据表明WBRT对完整脑转移瘤患者的生活质量和神经认知有不利影响，人们对在术后使用SRS治疗的兴趣越来越大。四项随机试验评估了术后WBRT、SRS或单纯观察的作用和影响。其中两项试验比较了术后WBRT与SRS治疗，发现WBRT的颅内进展率较低。在3个试验中，SRS治疗组在3个月和长期幸存者中都有更好的生活质量和功能独立性，认知退化更少。术后SRS治疗组1年肿瘤瘤床控制较差(61%，WBRT组为81%，P<0.001)。然而，随着中枢成像回顾N107C/CEC，3例患者在肿瘤瘤床控制方面不再表现出差异。
单独手术，即使是大体全切除，1年肿瘤瘤床失效高达65%。辅助放疗使这种风险减半。在一项随机试验中，132例患者在术后接受观察组或单次分割SRS，报告1年局部控制率(LC)在观察组为43%，在SRS组为73% (P = 0.02)。在小于2.5 cm的肿瘤中，一年的局部控制率(91%)明显更好，这表明单次分割SRS是小的切除瘤腔的一种很好的治疗方法。然而，较大的肿瘤有明显更高的局部失效率(LF)，可能更好地管理FSR假设大分割能够维持较高的LC率，并且对于较大的靶标具有可接受的辐射坏死风险。在术前肿瘤大小大于3cm的肿瘤中，采用3次分割或5次分割SRT的非随机序列显示，1年LC大于80%，有症状的放射坏死率较低。
除剂量外，靶区勾画可能在LC伴腔型SRS中起重要作用。专家共识的轮廓勾画指南已经制定，对术前肿瘤邻近或涉及硬脑膜或静脉窦的，建议包括手术骨窗和超出初始接触区域的边缘（In addition to dose, target delineation may play an important role in LC with cavity SRS. Expert consensus contouring guidelines have been developed that recommend including the surgical window and a margin beyond the initial area of contact in cases with pre-operative tumor abutting or involving the dura or venous sinus）。尽管这些指南不是基于失效分析的模式，但至少有一个系列表明，硬脑膜接触患者局部失效的风险较高。
随着临床实践中瘤腔内SRS治疗的增加，已经观察到一种独特的复发模式，称为结节性柔脑膜病(nLMD)。据报道，这种模式在高达12%的1年病例中出现，与经典LMD的糖衣样表现相反，nLMD可能是医源性的，通常以结节性柔脑膜外观开始。虽然一些患者可以通过局灶放疗或WBRT得到挽救，但这种复发模式仍然与预后不良有关。这一点加上术后瘤腔SRS治疗照射的体积更大，增加了对术前SRS治疗的兴趣。这种方法的LMD发生率较低(2年为8%)，症状性放射性坏死发生率较低(2年为4%)，与手术并发症无差异。
脑转移瘤手术切除后辅助放射治疗的作用基于几项试验。最早的研究将48例单发脑转移瘤患者随机分组，手术切除后进行辅助WBRT或穿刺活检后进行辅助WBRT。有很大的生存获益(40周vs 15周;P<0.01)以及功能独立性的改善(38周vs 8周;P <0.01)，两者都倾向于增加手术。另一项研究将95例单发脑转移瘤患者随机分为手术切除，然后进行WBRT或手术切除，不进行进一步治疗。在辅助WBRT组中，局部和远处脑控制均有显著改善，神经系统死亡风险较低。然而，在OS方面没有显著差异。
虽然辅助WBRT与切除后肿瘤控制率的提高有关，但它与神经认知能力下降的风险增加有关。最近的几项试验改进了传统的3D适形WBRT，通过添加美金刚和回避海马来改善认知。随机试验并未显示术后SRS与WBRT相比有生存差异，而且单独使用SRS治疗有认知益处，因此，SRS治疗经常用于术后环境。2017年，一项3期试验随机选取了128名接受脑转移灶切除术的患者进行辅助SRS治疗或观察。SRS治疗的剂量是基于体积的。整个队列的LC为43%对72% (P = 0.02)，支持SRS治疗。在多变量分析中，大于2.5 cm的肿瘤有明显较高的局部复发风险。在亚组分析中，≤2.5 cm的病变在1年内有100%的LC率。这些结果表明，较大的病变可能需要增加剂量以更好地控制。这在一定程度上是ALLIANCE A071801 (NCT04114981)临床试验的假设。
在一项研究中，101例切除的脑转移瘤伴有3厘米的空腔，采用fSRS治疗，剂量为27 Gy，分3次治疗1年局部控制率为93%，RN率为9%(任何级别)和5%(有症状)。剂量学分析显示，V24 Gy(不包括靶体积)最能预测RN，≥16.8 cm3和< 16.8 cm3时的预测率分别为16%和2%。另一项类似的研究中，187例患者术后接受了3次剂量为33 Gy的SRS治疗，1年LC为88.2%，RN为19%。另一项研究对46名患者进行了3种不同的fSRS给药方案，分别为24 Gy / 3次、27 Gy / 3次或30 Gy / 3次6个月时，24、27和30 Gy组的RN率分别为0%、13%和37%。重要的是，低剂量的局部控制较差。RN的最佳控制和风险为27 Gy，该剂量在ALLIANCE A071801 (NCT04114981)中使用。
5次分割SRS治疗方案也在术后环境中进行了探索。2019年，一项针对122名接受fSRS治疗的患者的研究，这些患者接受了5次剂量为30 Gy的fSRS治疗1年LC率为84%，症状性RN发生率为7%，明显低于1次分割和3次分割方案。在一项多机构研究中，558名患者接受了术后fSRS治疗，中位剂量为30 Gy，5次分割的1年LC和RN的发生率分别为84%和8.6%。
虽然缺乏验证fSRS方法在术后环境中的随机数据，但ALLIANCE A071801 (NCT04114981)试验于2022.年9月结束，该3期试验将切除的脑转移瘤患者随机分配为单次分割SRS治疗照射12 - 20Gy剂量，或fSRS照射3次分割，27 Gy的剂量或5次分割，30 Gy的剂量。每组的剂量基于肿瘤大小和体积，使用先前的ALLIANCE N107C剂量。主要终点是手术瘤床无复发生存期，该研究预计将于2024年报告。
完整脑转移瘤的分割立体定向放射外科治疗
分割SRS治疗越来越多地应用于完整的情况下，通常是在不是手术候选者的大的脑转移瘤患者。2016年，一项针对289例未经治疗的肿瘤直径>2cm的脑转移瘤患者的单中心比较研究。患者接受单次SRS治疗，剂量为18或15-16 Gy，或3次fSRS，剂量为27 Gy。单次分割SRS组和fSRS组的1年LC分别为77%和91%;单次分割SRS组和fSRS组的RN率分别为20%和8%。此外，预测RN最重要的剂量学因子是V18 Gy(不包括总靶体积)，V18 Gy≤30.2 cm3和>30.2 cm3时RN率分别为5%和14%.一项使用3次分割SRS治疗424例患者，539个放射外科疗程)的大型研究发现，预测放射坏死的最佳剂量学因子为V20 < 20cc和V23< 15cc(靶+ 1cm-PTV)。
一项小型单中心回顾性研究，对36例先前未经治疗的脑转移瘤患者进行了研究，这些患者的直径为3cm，患者接受了24 Gy的剂量，2-5次分割照射后1年LC和RN率分别为63%和0%。然而，这些患者的预后较差，1年OS为13%。重要的是，24 Gy的剂量随后被发现与术后较差的肿瘤瘤床控制有关。
回顾性研究了102例先前未经治疗的脑转移瘤患者，肿瘤直径从2.1-5.0 cm不等，剂量为3次27 Gy或4次32 Gy1年和2年的局部控制率为96%，3级RN率为6%。一项荟萃分析比较了在先期治疗肿瘤直径为2-3 cm的背景下单次分割SRS和fSRS方案，观察到单次分割SRS 与fSRS组的1年LC分别为77.6%和92.9%，(p = 0.2)。此外，单次分割SRS组和fSRS组的RN率分别为23.1%和7.3% (p = 0.003)。
一项正在Mayo诊所进行的2期试验正在检查辐射分割时间表(NCT05222620)。在这项试验中，完整转移的患者直径为2-4厘米，可分为单次分割SRS或fSRS。另一项试验开始在NRG肿瘤学中进行，将患者随机分配在SRS和fSRS之间(NRG BN013)。
术前与术后立体定向放射外科
手术切除加术后放疗是目前可切除脑转移瘤患者的治疗标准。Patchell等人展示了WBRT治疗前手术切除如何提高总生存率(OS)。Patchell小组还展示了脑转移瘤手术切除后的放疗如何降低神经系统死亡的风险。然而，WBRT是一种毒性治疗，可损伤正常脑组织并引起认知毒性;术后立体定向放射外科(SRS)已成为新的医疗标准，通过治疗不太正常的脑组织来减少认知退化。然而，术后SRS导致放射性坏死(RN)、脑膜病(MD)和局部失效（LF）的发生率增加。需要改进放射外科策略来减轻这些并发症。
术后SRS治疗的缺点包括手术中肿瘤播散的风险和治疗更大的肿瘤瘤腔，使更多的正常脑组织暴露在辐射下。此外，在JCOG0504中，超过30%的术后接受SRS治疗的患者没有接受规定的放射疗程。理论上，术前SRS治疗可以在播散前对肿瘤细胞进行杀灭，从而将预后不佳的MD的风险降至最低。通过术前对完整肿瘤进行放疗，RN的风险应该更低，依从性应该更高。
最近有多篇文章研究了术前SRS治疗减轻这些毒性的方法。在俄亥俄州立大学的一项研究中，对279例接受手术和SRS治疗的脑转移瘤患者进行了检查术前接受放射治疗的患者(n = 80)有6%的2级及以上RN, 3%的MD和2%的LF。与N107C和MD Anderson研究相比，2级或更高级别RN发生率为0-4%，MD发生率为7-28%，LF发生率为24-38%。更新的PROPS-BM出版物包括404例患者，并记录了2年MD率为8%，2年RN率为7.4%，2年瘤腔内LF率为13.7%。PROPS-BM队列具有17.2个月的出色的中期总生存期，全身性疾病控制和切除程度是重要的预后因素。这些数据表明术前放射外科有很大的潜力改善脑转移瘤患者的预后，但需要随机数据。一项检查术前和术后SRS治疗的3期随机对照试验(NRG BN012)目前正在开放和注册专利。
正在研究其他策略，以优化脑转移瘤患者的立体定向放射外科。据推测，N107C和Mahajan研究中较高的局部失小率是由于使用单次放射外科安全治疗大肿瘤所需的剂量递减所致。出于这个原因，人们对提供更高的生物效应剂量(BED)和改善局部控制的分割放射外科治疗越来越感兴趣。ALLIANCE-A071801是一项3期随机试验，研究术后单次分割与分割立体定向放射外科;该试验已完成入组，不久将报告结果。RADREMI试验(NCT04047602)检查了在SRS治疗后30天内接受免疫检查点抑制剂的患者的SRS剂量减少，目标是降低症状性RN发生率。
脑转移瘤患者的认知保护
美国国家癌症研究所最近发布的一项脑转移瘤指令强调了识别功能和认知障碍高风险患者以及制定减轻这些毒性的策略的重要性。最近的脑转移瘤放疗临床试验有两个主要的重点来满足这些需求:确定合适的人群进行立体定向放射外科(SRS)和开发新的技术来提供WBRT。对于前者，N107C和Mahajan的研究表明，与WBRT相比，SRS治疗在手术切除脑转移瘤后如何提高无认知恶化的生存率，而不影响总生存率。对于后者，NRG CC001显示海马回避WBRT (HA-WBRT)加美金刚可以在不增加颅内进展风险的情况下改善认知。然而，SRS和HA-WBRT减少但不能消除认知能力下降。治疗脑转移瘤患者的肿瘤学家一直在寻找进一步改善认知的新策略。
增加对SRS治疗的利用以保留正常脑组织是改善认知的一种策略。CROSS-FIRE和FIRE-SCLC研究表明，一些小细胞肺癌(SCLC)患者可能受益于SRS治疗；传统上,JLGK0901显示，接受SCLC脑转移瘤患者的总生存率在2-4个脑转移瘤患者和5-10个脑转移瘤患者之间没有差异，因此，有大量脑转移瘤的患者可能受益于SRS的认知保护。最近的数据显示，精心挑选的有多达15个脑转移瘤的患者可能受益于SRS治疗。使用体积调强拉弧治疗(VMAT)的单等中心多靶点(SIMT)技术已经显示安全、有效、高效地治疗多发性脑转移瘤患者。中位射束照射时间为4分钟，SIMT治疗可以在不降低科室治疗能力的情况下进行，也不会作为更长时间的立体定向外科的一部分消耗资源。图1显示了一名接受SIMT-28方案治疗有28个脑转移瘤的患者，突出了处方剂量和非常小的正常脑剂量所达到的精度，平均为578 cGy / 3次分割。最近发表的ASTRO脑转移瘤患者临床指南有条件地推荐SRS治疗最多10个脑转移瘤，但证据质量仍然很低，前瞻性临床试验需要进一步研究这一主题目前的合作小组试验正在研究SRS在治疗小细胞肺癌脑转移患者(NRG CC009)和复发颅内疾病和高脑转移速度(NRG BN009)患者中的作用。
图1.58岁男性肺癌转移性患者，伴有28个脑部病变。图A和B分别为冠状面和矢状面MRI对比增强后容积序列，辐射平面叠加(黄色等剂量线为24 Gy，红色等剂量线为12 Gy，蓝色等剂量线为8 Gy)。图C为剂量体积直方图(绿色脑，GTV_total和PTV_total标记为红色)。
开发海马之外的WBRT保留技术是脑转移瘤患者的另一个重点。杏仁核是一个涉及情绪和记忆处理通路的结构。辐射剂量对杏仁核的影响与萎缩有关，表明杏仁核在辐射引起的认知能力下降中起作用。穹窿损伤可影响记忆回忆，胼胝体损伤与辐射引起的注意力和处理速度下降有关。胼胝体和穹窿是辐射最敏感的脑结构，具有显著的辐射剂量依赖性变化。一种新的记忆回避WBRT (MA-WBRT)已经开发出来，以回避保护海马，杏仁核，胼胝体和穹窿，生活质量和认知数据有待于这种新的治疗技术。图2描绘了一个记忆回避计划，显示了处方剂量下的记忆回避轮廓能够精确地确认中央脑容量。
图2.图A、B和C分别为轴位、冠状位和矢状位MRI对比增强术后容积序列。橙色轮廓为记忆回避结构(包括双侧杏仁核、双侧海马、穹窿、胼胝体、下丘脑、垂体)。剂量色洗图描绘了3000 cGy的最小剂量，显示了对大脑的良好覆盖，同时保留了中央记忆结构。
总之，有太多的干预措施和工具可以帮助我们的患者在放射肿瘤学诊所治疗脑转移瘤。对于脑转移瘤患者，在讨论医疗目标和提供治疗建议时，关注生活质量和认知是至关重要的。下一波针对脑转移瘤患者的合作小组试验将需要涉及这些终点，以进一步提高临床对患者的医疗。
补救性重复SRS治疗
尽管SRS治疗的局部控制率很高，但仍有10-30%的患者出现肿瘤复发，特别是放射耐药和较大的肿瘤。补救方案包括手术、激光间质热治疗(LITT)、全身治疗或重复放疗手术切除和LITT可能是缓解症状和病理确认复发的首选方法，但其可行性取决于技术和患者因素，如肿瘤位置、预期生存期和表现状态。目前正在研究的LITT和SRS之间可能存在协同作用(NCT05124912)。全身治疗只对少数对穿过血脑屏障的药物有反应的肿瘤患者有效，比如靶向治疗或免疫治疗。这使得越来越多的患者将再程照射作为首选或唯一可行的选择。
与再程治疗相关的最大挑战之一是区分肿瘤进展与RN标准解剖MRI和依赖体积变化在确定肿瘤进展方面是不准确和不充分的。先进的成像技术，如灌注MRI、光谱或CEST，是几种用于提高区分肿瘤坏死和肿瘤进展的敏感性和特异性的方法之一。最近，有几项研究利用F-18 Fluciclivine PET成像来确定真性进展肿瘤和假性进展肿瘤。 2期研究(NCT04410367)利用F-18 Fluciclivine PET和MRI成像对SRS后放射治疗改变的脑转移瘤靶患者进行治疗。在23例确诊复发肿瘤的患者中，43%的患者SUVmax阈值为4.8，敏感性为80%，特异性为85% (AUC 0.87)。这是一种用于脑转移瘤的新型PET药物，该药物已被FDA批准用于前列腺癌，但显示出有希望的结果，迄今为止通过成像模式提供了最好的假进展和真进展的区分。图3显示了一例患者的F-18 FluciclivinePET, SUVMAX为2.7，发现放射性坏死，也显示血管灌注减少。
图3。63岁女性患者，有转移性平滑肌肉瘤，先前有9个脑部病变的fSRS。图A显示F-18FluciclivinePET显示右侧额部肿块，SUVMAX为2.7。B图显示额叶中心坏死的非均匀强化肿块。C图显示右侧额叶病变，T1对比增强后无脑血容量升高，覆盖动态对比增强(DCE)灌注成像。
关于SRS再程照射的文献大多局限于20-40个患者队列的小型机构系列报道，LC率为50-80%，约20-25%的患者观察到RN。Kowalchuk等进行的最大的研究汇总了来自8个机构的结果，分析了123个病变。SRS再程照射在初始SRS治疗后的中位12个月进行，中位剂量为18Gy。一年的局部控制率为79%，RN的风险为20%(7%有症状)。在一组84例患者共108例肿瘤中，肿瘤控制率仅为53.5%，可能与较大肿瘤的优势(平均6cc)有关。
SRS治疗的趋势之一是采用fSRS治疗大的转移瘤和重要功能区。其基本原理是，大分割可以改善肿瘤控制和治疗毒性之间的治疗窗口(即RN)。一项针对347例462个病变的大型荟萃分析显示，1年LC为69%，RN率为16.1%。剂量每增加1 Gy, 局部控制率增加约5%。尽管单次和fSRS的结果令人鼓舞，但需要高质量的研究来指导这一复杂患者群体的治疗。
未来的发展方向
当代脑转移瘤的治疗需要人类参与来检测脑转移瘤，并勾画肿瘤和正常脑容量。机器学习算法的改进在检测转移瘤方面不断得到改善。几项研究表明，检测脑转移瘤的高敏感性和特异性优于人类同行。随着这项技术的改进，这将有助于提高放射肿瘤学家的工作效率。软件也被开发用于自动勾画脑结构的轮廓，这将改善治疗计划工作流程，允许更快速地勾画结构和改善观察者之间的轮廓差异。机器学习的新应用现在能够利用标准的MRI体积成像序列(如T1后对比、T2和DWI成像序列)绘制连接组图。神经外科医生已经开始使用连接组图来计划大脑重要区域的手术，并且已经有人尝试使用连接组图来计划SRS。未来的脑放射治疗技术可能会使用这些连接组图，因为大脑内的功能单位比简单地保留任何单一结构更复杂。很可能，最佳的认知和功能结果将来自于根据个体患者的解剖结构保留不同脑传导束的精确功能连接，而不是像我们目前的海马回避WBRT那样的单一亚结构。这些创新将帮助我们以更个性化的方式研究认知。此外，机器学习和放射影像组学可能会利用MRI和PET成像来帮助最好地确定哪些病变对治疗有反应，哪些病变已经发展成坏死。最后，未来的研究正在进行中，利用机器学习来更好地了解脑转移瘤失败的可能位置。众所周知，某些肿瘤组织学对某些脑结构有偏爱，如乳腺癌和小脑需要未来的算法来确定患者未来的脑转移可能失败的地方，这将有助于改善这些区域的成像监测，同时也告知我们的辐射野可能对这些区域进行预防性治疗。在精准医学和分子表征的时代，针对不同的组织学、药物靶点和免疫敏感性的患者，放射治疗策略可能会发生变化。重要的是结合靶向治疗或放射治疗，以最大限度地提高具有这些特征的患者的肿瘤控制率，其中脑定向放疗可能延迟或个性化。
结论
在过去的十年中，我们已经开发了许多新的放射技术和成像技术，以提高我们对脑转移瘤的放疗检测和治疗。我们现有的SRS、fSRS和HA-WBRT技术有很好的肿瘤控制效果。我们目前治疗的主要限制是认知能力下降和放射性坏死的发展。重要的是，对晚期毒性和肿瘤衰竭的患者进行长期的MRI成像是至关重要的。建议将认知结果整合到临床实践中进行长期随访。现在有新的放射技术可以省去额外的脑亚结构，连接组学地图可以省去重要的功能束，新的成像技术可以准确地确定放射性坏死。我们必须将这些创新技术和技术整合到前瞻性试验中，以继续改善脑转移瘤患者的临床和生活质量。
