Temporal MRI and CT Changes in Vertebrae after Radiation Therapy in Dogs = 방사선 치료 후 개의 척추뼈에서 나타나는 MRI 및 CT 소견의 시간적 변화

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Radiation therapy (RT) is increasingly used in veterinary oncology, but its effects on vertebral bone marrow and structure remain poorly understood. This retrospective, longitudinal, observational study, which included an interobserver agreement, aimed to characterize bone marrow signal changes on MRI, quantify trabecular attenuation changes on CT, and examine associations between these changes and vertebral radiation dose. 12 dogs were evaluated using MRI and CT before RT, immediately after, and at 1, 3, 6, and 12 months. On MRI, diffuse T1- and T2-weighted hyperintense marrow signal alterations were observed at the end of RT or within one month in most dogs. Irradiated vertebrae were categorized as markedly altered, mildly altered, or unaltered, and vertebral radiation dose was compared across categories. Markedly altered vertebrae received significantly higher doses (23.3 ± 12.4 Gy) than unaltered (2.8 ± 4.2 Gy, p = 0.005). Moderate but non-significant correlation was noted between dose and time to signal recovery (r = 0.55, p = 0.337), defined as reduction of hyperintensity. On CT, trabecular attenuation was quantified for each vertebra and compared with pre-RT baselines. Trabecular attenuation decreased significantly at one month (−13.3%, p < 0.01) and 3 months (−11.7%, p < 0.01) post-RT, followed by partial recovery, defined as subsequent attenuation increase. No cortical bone changes were observed. While MRI marrow signal changes showed a dose-dependent trend, CT attenuation changes were primarily time dependent and not linearly dose related. These findings suggest that MRI and CT are valuable for early detection and monitoring of radiation-induced vertebral changes.

국문 초록 (Abstract)

수의 종양학 분야에서 방사선 치료의 활용이 증가하고 있는 가운데, 개에서 방사선이 척추 골수 및 골 구조에 미치는 영향에 대해서는 아직 충분히 밝혀지지 않았다. 본 후향적, 종적, 관찰 연구는 관찰자 간 일치도 평가를 포함하며, 방사선 치료 후의 MRI 및 CT 영상을 통해 척추 골수와 골 구조의 시간에 따른 변화 양상을 규명하고, 이러한 변화와 척추 방사선량 간의 연관성을 조사하는 것을 목적으로 하였다. 방사선 치료를 받은 12마리의 개는 치료 전과 치료 직후, 그리고 치료 후 1, 3, 6, 12개월 시점에 MRI 및 CT 검사가 수행되었다. 대부분의 개에서 치료 종료 직후 또는 1개월 시점에 MRI 상 골수 신호 변화가 나타났으며, 이는 T1-weighted 및 T2-weighted에서 균질한 고신호로 확인되었다. 조사된 척추체는 신호 변화 정도에 따라 뚜렷한 변화, 경미한 변화, 변화 없음으로 분류되었으며, 각 군의 척추 방사선량을 비교하였다. 뚜렷한 신호 변화를 보인 척추(23.3 ± 12.4 Gy)는 그렇지 않은 척추(2.8 ± 4.2 Gy, p = 0.005)에 비해 뚜렷하게 높은 방사선량을 받았다. 선량과 골수 신호 회복까지의 시간 사이에는 중등도의 상관 관계가 있었지만, 통계적으로 유의하지는 않았다(r = 0.55, p = 0.337). 골수 신호 회복은 고신호가 다시 저신호로 변화하는 것을 기준으로 하였다.
CT에서는 각 척추체의 해면질골 감쇠 값을 측정하여 치료 전과 비교하여 분석하였다. 해면질골 감쇠는 치료 종료 1개월(−13.3%, p < 0.01) 및 3개월(−11.7%, p < 0.01) 차에 뚜렷하게 감소하였으며 이후 부분적인 회복을 의미하는 감쇠 값 증가를 보였다. 피질골의 변화는 관찰되지 않았다.
MRI에서 골수의 신호 변화는 선량 의존적 변화를 보인 반면, CT에서 해면질골의 밀도 감소는 시간에 따른 변화를 보였으며, 선량과는 상관 관계를 나타내지 않았다. 이러한 결과는 MRI 및 CT가 개에서 방사선에 의해 유발된 척추의 초기 변화를 감지하고 추적 관찰하는 데에 있어 유용하다는 점을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract i
• Table of Contents ⅲ
• List of Tables v
• List of Figures v
• 1 Introduction 1
• 2 Materials and Methods 5
• 2.1 Case selection 5
• 2.2 Radiation Therapy Protocol 5
• 2.3 Imaging Studies 6
• 2.3.1 MRI scan 6
• 2.3.2 CT scan 9
• 2.4 Image Assessments 9
• 2.4.1 Definition of Evaluation Regions 11
• 2.4.2 MRI Image Assessment 11
• 2.4.3 Classification of Vertebrae Based on MRI Signal Changes and Estimation of Radiation Dose 12
• 2.4.4 CT Image Assessment 20
• 2.5 Hematologic Monitoring 20
• 2.6 Statistical analysis 21
• 3 Results 23
• 3.1 Animals 23
• 3.2 RT and Radiation dose 26
• 3.3 Signal changes in bone marrow on MRI 26
• 3.4 MRI Based Categorization of Vertebrae and Radiation Dose Analysis 31
• 3.5 Bone changes on CT 37
• 3.6 Hematologic change 41
• 3.7 Interobserver agreement assessed by intraclass correlation coefficient 42
• 4 Discussion 44
• 5 Conclusions 50
• References 51
• 국문 초록 54