Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Автоматизированная обработка МРТ-изображений с контрастным усилением в диагностике и оценке прогрессирования рецидивных глиом и глиобластом больших полушарий мозга

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Была исследована возможность использования полуавтоматической обработки изображений контрастированной МРТ головного мозга в качестве метода выявления рецидивных глиальных опухолей больших полушарий. В исследование было включено 20 пациентов с предполагаемым рецидивом низкодифференцированных глиом и глиобластом, перенесших ранее хирургическое удаление новообразования с последующей комплексной химиолучевой терапией. Из них у 11 был верифицирован рецидив/продолженный рост опухолевого процесса, а у 9 констатировано безрецидивное течение. С помощью полуавтоматического (т. е. контролируемого оператором) вычислительного анализа на контрастированных Т1-взвешенных изображениях МРтомограмм определялась величина объема опухолевого поглощения контрастапарамагнетика (Vcontrast, см3) путем вычитания из контрастированного изображения исходного и затем применения алоритма выделения областей накопления контрастного препарата из фона на субтракционных сканах. Vcontrast рассчитывался как сумма объемов вокселов внутри автоматически выделенной зоны опухолевого поглощения контраста-парамагнетика по всем срезам субтракционных изображений МР-томограмм, на которых визуализировалась опухоль. Объем перитуморального отека (Voedema, см3) количественно рассчитывался также полуавтоматически как сумма объемов Т2гиперинтенсивных областей в окружении опухоли. При этом из расчета Voedema естественно исключались как некротические зоны в центре опухоли, так и объем ликвора в прилежащих отделах ликворной системы. Высокодостоверная разница была отмечена по показателям Vcontrast и Voedema между пациентами с рецидивами и пациентами с безрецидивным течением. В частности, при отсутствии рецидивов Vcontrast составил 5,0 ± 2,9 см3, не превышая ни у кого менее 8,1 см3, а Voedema = 22,4 ± 5,6 см3, у всех менее 31 см3. Vcontrast / Voedema в этой группе составлял 0,22 ± 0,04. У пациентов с рецидивами опухолей Vcontrast равнялся 13,8 ± 5,1 см3 (p 0,02), Voedema – 55,7 ± 12,6 см3 (p 0,001); (Vcontrast / Voedema) = 0,24 ± 0,03 (p > 0,05). Комбинация критериев (Vcontrast > 9 см3) и (Voedema > 35 см3) обеспечила разделение этих групп со 100% чувствительностью и специфичностью лучше, чем однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОЭКТ) с 99mTcтехнетрилом у этих же пациентов, чувствительность которой составила 72% , а специфичность – 86%. Таким образом, полуавтоматическая количественная обработка изображений контрастированной МРТ представляет собой эффективное средство выявления рецидивных глиом, не уступающее ОЭКТ головного мозга с 99mTcтехнетрилом.

Ключевые слова:
рецидивные глиобластомы, головной мозг, контрастированная МРТ, количественная оценка.

Литература:
1. Ohgaki H., Kleihues P. Population-based studies on incidence, survival rates, and genetic alterations in astrocytic
and oligodendroglial gliomas. J. Neuropathol. Exp. Neurol.
2005; 64(6): 479–489.
2. Steiner H.H., HeroldMende C., Bonsanto M. et al. Prognosis of brain tumors: epidemiology, survival time and clinical course. Versicherungsmedizin 1998; 50(5): 173–179.
3. Mabasa V.H., Taylor S.C. Reevaluation of the cost-effectiveness of temozolomide for malignant gliomas in British
Columbia. J. Oncol. Pharm. Pract. 2006; 12(2): 105–111.
4. Weber M.A., Giesel F.L., Stieltjes B. MRI for identification
of progression in brain tumors: from morphology to function. Expert. Rev. Neurother. 2008; 8(1): 1507–1525.
5. Dinnes J., Cave C., Huang S., Milne R. A rapid and systematic review of the effectiveness of temozolomide for
the treatment of recurrent malignant glioma. Br. J. Cancer.
2002; 86(4): 501–505.
6. Nowak B., Di Martino E., Janicke S. et al. Diagnostic evauation of malignant head and neck cancer by F18FDG PET
compared to CT/MRI. Nuklearmedizin 1999; 38: 312–318.
7. Benard F., Romsa J., Hustinx H. Imaging gliomas with
positron and singlephoton emission computed tomography. Semin. Nucl. Med. 2003; 23: 148–162.
8. Del Sole A., Moncayo R., Tafuni G., Lucignani G. Position
of nuclear medicine techniques in the diagnostic work-up
of brain tumors. Q. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2004; 48:
76–81.
9. Cерков С.В., Пронин И.Н., Фадеева Л.М. и др. Диффузионно-взвешенная МРТ в диагностике объемных образований головного мозга. Мед. виз. 2004; 2: 66–76.
10. Baillet G., Albuquerque L., Chen Q. et al. Evaluation of singlephoton emission tomography imaging of supratentorial brain gliomas with technetium99m sestamibi. Eur. J.
Nucl. Med. 1994; 21: 1061–1066.
11. Soler C., Beauchesne P., Maatougui K. et al. Technetium-99m-sestamibi brain singlephoton emission tomography
for detection of recurrent gliomas after radiation therapy.
Eur. J. Nucl. Med. 1998; 25: 1649–1657.
12. Le Roux P.D., Berger M.S., Wang K. et al. Low grade
gliomas: comparison of intraoperative ultrasound characteristics with preoperative imaging studies. J. Neurooncol.
1992; 13(2): 189–198.
13. Watanabe M., Tanaka R., Takeda N. Magnetic resonance
imaging and histopathology of cerebral gliomas.
Neuroradiology 1992; 34(6): 463–469.
14. Kurki T., Lundbom N., Kalimo H., Valtonen S. MR classification of brain gliomas: value of magnetization transfer
and conventional imaging. Magn. Reson. Imaging 1995;
13(4): 501–511.
15. Mullins M.E., Barest G.D., Schaefer P.W. et al. Radiation
Necrosis Versus Glioma Recurrence: Conventional MR
Imaging Clues to Diagnosis. Am. J. Neuroradiol. 2005;
26(9): 1967–1972.
16. Roberts H.C., Roberts T.P.L., Brasch R.C., Dillon W.P.
Quantitative Measurement of Microvascular Permeability in
Human Brain Tumors Achieved Using Dynamic Contrast-enhanced MR Imaging: Correlation with Histologic Grade.
Am. J. Neuroradiol. 2000; 21(5): 891–899.
17. Оноприенко А.В., Костеников Н.А., Величко О.Б. и др.
Использование совмещенных изображений на основе
МРТ с контрастным усилением и ОЭКТ с 99mTc-Технетрилом в диагностике злокачественных рецидивных
глиом. Мед. виз. 2004; 5: 38–46.
18. Schörner W., Laniado M., Niendorf H.P. et al. Timedependent changes in image contrast in brain tumors
after gadoliniumDTPA. Am. J. Neuroradiol. 1986; 7(6):
1013–1020.
19. Bagni B., Pinna L., Tamarozzi R. et al. SPET imaging of
intracranial tumours with 99mTcsestamibi. Nucl. Med.
Commun. 1995; 16: 258–64.
20. Norden A.D., Wen P.Y. Glioma therapy in adults. Neurologist 2006; 12(6): 279–292.
21. Mathieu D., Fortin D. Chemotherapy and delivery in the
treatment of primary brain tumors. Curr. Clin. Pharmacol.
2007; 2(3): 197–211.
22. Hottinger A.F., Stupp R. Therapeutic strategies for the management of gliomas. Rev. Neurol. (Paris). 2008; 164(6–7):
523–530.
23. Stupp R., Hottinger A.F. Management of malignant
glioma – quo vadis ? Onkologie 2008; 31(6): 300–302.
24. Prigent  Le Jeune F., Dubois F., Perez S. et al. Technetium99msestamibi brain SPET in the follow-up of glioma
for evaluation of response to chemotherapy: first results.
Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging 2004; 31: 714–719.
25. Jain R.K., di Tomaso E., Duda D.G. et al. Angiogenesis in
brain tumors. Nat. Rev. Neurosci. 2007; 8(8): 610–622.

Semi-automatic Processing of ContrastEnhanced MRI Scans in Diagnosis and Follow-Up of Recurrent Hemispheric Gliomas

We have evaluated the abilities of semi-automatic processing of contrastenhanced MRI scans’ data as a tool for detection and quantification of severity of hemispheric gliomas. Twenty patients with suggested relapses of low-grade gliomas and glioblastomas were included. Later on in eleven the relapses were verified, whereas nine remained recidive-free. The volume of contrast uptake (Vcontrast, cm3) on paramagneticenhanced T1weighted MRI scans was depicted by registrationaligned subtraction of initial non-enhanced T1weighted scans and then by using of automatic algorithm of delineation of enhanced regions in the tumor area. Vcontrast was then calculated as sum of pixel volumes inside automatically depicted contrastenhanced regions over all slices the tumor was seen on. The volume of peritumoral oedema (Voedema, cm3) was quantifies also automatically as sum of volumes of hyperintensive peritumoral brain areas on T2weighted images. Necrotic areas in the middle of tumors as well as liquor volumes in the ventricles were not included to the calculation of Voedema indeed. Highly significant difference were obtained between recidive and recidivefree groups. In particular in recidive-frees the Vcontrast was 5.0 ± 2.9 cm3, 8.1 cm3 in everybody , and Voedema = 22.4 ± 5.6 cm3, anyhow 31 cm3; (Vcontrast / Voedema) = = 0,22 ± 0,04. In patients with relapses of tumors the Vcontrast = = 13,8 ± 5,1 cm3 (p 0,02); Voedema = 55,7 ± 12,6 cm3 (p0,001); (Vcontrast / Voedema) = 0,24 ± 0,03 (p > 0,05). The combination of criteria {Vcontrast > 9 cm3} and { Voedema > 35 cm3} provided 100% sensitive and specific delineation of these groups, better than SPECT with 99mTcMIBI in the same patients, whose sensitivity was 72 % and specificity 86% only. Hencefore we suggest the physiciancontrolled automatic processing of contrastenhanced MR images is a useful tool for detection of relapses of glial tumors, essentially superior to SPECT with 99mTcMIBI.

Keywords:
relapse low-grade gliomas, brain, contrast-enhanced MRI, quantification