Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Магнитно-резонансная томография в режиме динамического контрастирования в дифференциальной диагностике глиальных опухолей головного мозга

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Цель исследования: изучение возможности применения методики магнитно-резонансного динамического контрастирования (МР-ДК) в уточняющей диагностике глиальных опухолей головного мозга и дифференциации их между собой по признаку степени злокачественности. В связи с этим авторами оценена эффективность ряда перфузионных параметров (Ktrans, Kep, Ve и iAUC) в решении этой задачи. Материал и методы. В исследование включены наблюдения 54 пациентов с установленным наличием глиальных новообразований вещества головного мозга. Глиомы Grade I-II диагностированы в 13 (24,1%), а глиомы Grade III-IV - в 41 (75,9%) случае. Морфологическая верификация диагноза по образцам опухолевой ткани, полученной в результате либо хирургического удаления опухоли, либо путем стереотаксической биопсии, была достигнута у 31 (57,4%) пациента: глиальные опухоли Grade I-II идентифицированы у 6 (19,4%), а глиомы Grade III-IV - у 25 (80,6%) пациентов. Результаты. По данным МР-ДК с увеличением степени злокачественности глиальной опухоли отмечается повышение всех исследуемых перфузионных параметров: так, наиболее низкие значения Ktrans, Kep, Ve и iAUC выявлены в глиомах низкой степени злокачественности (0,026 мин-1, 0,845 мин-1, 0,024 и 1,757 соответственно), наиболее высокие - в глиомах Grade III-IV (0,052 мин-1, 1,083 мин-1, 0,06 и 2,694 соответственно). Наиболее информативными показателями (с чувствительностью и специфичностью 90 и 100% соответственно) в дифференциальной диагностике глиом Grade I-II от Grade III-IV являются Ktrans (cut-off = 0,16 мин-1) и Ve (cut-off = 0,13). Заключение. Методику МР-ДК можно применять в целях дифференциальной диагностики глиальных опухолей разной степени злокачественности.

Ключевые слова:
динамическое контрастирование, МР-перфузия, глиальные опухоли, головной мозг, dynamic contrast enhanced, MR-perfusion, glial tumors, brain

Литература:
1.Pavelka M., Roth J. Funktionelle Ultrastruktur. Verlag Springer, 2009: 234-235.
2.Leenders W., Kusters B., Pikkemaat J., Wesseling P., Ruiter D., Heerschap A., Barentsz J., de Waal R.M. Vascular endothelial growth factor-A determines detectability of experimental melanoma brain metastasis in GD-DTPAenhanced MRI. Int. J. Cancer. 2003; 105 (4): 437-443. DOI 10.1002/ijc.11102.
3.Thompson G., Mills S., Coope D., O’Connor J.P., Jackson A. Imaging biomarkers of angiogenesis and the microvascular environment in cerebral tumours. Br. J. Radiol. 2011; 84 Spec No 2: S127-S144. DOI: 10.1259/bjr/66316279.
4.Senger D.R., Van deWater L., Brown L.F., Nagy J.A., Yeo K.T., Yeo T.K., Berse B., Jackman R.W., Dvorak A.M., Dvorak H.F. Vascular permeability factor (VPF, VEGF) in tumor biology. Cancer Metastasis Rev. 1993; 12: 303-324.
5.Ashrafpour H., Huang N., Neligan P.C., Forrest C.R., Addison P.D., Moses M.A., Levine R.H., Pang C.Y. Vasodilator effect and mechanism of action of vascular endothelial growth factor in skin vasculature. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2004; 286 (3): 946-954. DOI: 10.1152/ajpheart.00901.2003.
6.Ku D.D., Zaleski J.K., Liu S.Brock T.A. Vascular endothelial growth factor induces EDRF-dependent relaxation in coronary arteries. Am. J. Physiol. 1993; 265 (2, Pt 2): 586-592.
7.Wei W., Chen Z.W., Yang Q., Jin H., Furnary A., Yao X.Q., Yim A.P., He G.W. Vasorelaxation induced by vascular endothelial growth factor in the human internal mammary artery and radial artery. Vasc. Pharmacol. 2007; 46 (4): 253-259. DOI: 10.1016/j.vph.2006.10.009.
8.Senger D.R., Galli S.J., Dvorak A.M., Perruzzi C.A., Harvey V.S., Dvorak H.F. Tumor cells secrete a vascular permeability factor that promotes accumulation of ascites fluid. Science. 1983; 219 (4587): 983-985. DOI: 10.1126/science.6823562.
9.Byrne T., Cascino T., Posner J. Brain metastasis from melanoma. J. Neurooncol. 1983; 1 (4): 313-317.
10.Plate K.H., Breier G., Weich H.A., Risau W. Vascular endothelial growth factor is a potential tumour angiogenesis factor in human gliomas in vivo. Nature. 1992; 359 (6398): 845-848.
11.Erdamar S., Bagci P., Oz B., Dirican A. Correlation of endothelial nitric oxide synthase and vascular endothelial growth factor expression with malignancy in patients with astrocytic tumors. J. Buon. 2006; 11 (2): 213-216.
12.Li X., Zhu Y., Kang H., Zhang Y., Liang H., Wang S., Zhang W. Glioma grading by microvascular permeability parameters derived from dynamic contrast-enhanced MRI and intratumoral susceptibility signal on susceptibility weighted imaging. Cancer Imaging. 2015; 15 (1): 4. DOI: 10.1186/s40644-015-0039-z.
13.Schlemmer H.P., Merkle J., Grobholz R., Jaeger T., Michel M.S., Werner A., Rabe J., van Kaick G. Can preoperative contrast-enhanced dynamic MR imaging for prostate cancer predict microvessel density in prostatectomy specimens? Eur. Radiol. 2004; 14 (2): 309-317. DOI: 10.1007/s00330-003-2025-2.
14.Hawighorst H., Weikel W., Knapstein P.G., Knopp M.V., Zuna I., Schonberg S.O., Vaupel P., van Kaick G. Angiogenic activity of cervical carcinoma: assessment by functional magnetic resonance imaging-based parameters and a histomorphological approach in correlation with disease outcome. Clin. Cancer Res. 1998; 4 (10): 2305-2312.
15.Hawighorst H., Knapstein P.G., Knopp M.V., Weikel W., Brix G., Zuna I., Schonberg S.O., Essig M., Vaupel P., van Kaick G.Uterine cervical carcinoma: comparison of standard and pharmacokinetic analysis of time intensity curves for assessment of tumor angiogenesis and patient survival. Cancer Res. 1998; 58 (16): 3598-3602.
16.Padhani A.R. MRI for assessing antivascular cancer treatments. Br. J. Radiol. 2003; 76, Spec No1: 60-80. https://doi.org/10.1259/bjr/15334380.
17.Thomas A.L., Morgan B., Drevs J., Unger C., Wiedenmann B., Vanhoefer U., Laurent D., Dugan M., Steward W.P. Vascular endothelial growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors: PTK787/ZK 222584. Semin. Oncol. 2003; 30 (3, Suppl. 6): 32-38. DOI: 10.1016/S0093-7754(03)70023-2.
18.Roberts H.C., Roberts T.P., Brasch R.C., Dillon W.P. Quantitative measurement of microvascular permeability in human brain tumors achieved using dynamic contrastenhanced MR imaging: correlation with histologic grade. Am. J. Neuroradiol. 2000; 21 (5): 891-899.
19.Roberts H.C., Roberts T.P., Bollen A.W, Ley S., Brasch R.C., Dillon W.P. Correlation of microvascular permeability derived from dynamic contrast-enhanced MR imaging with histologic grade and tumor labeling index: a study in human brain tumors. Acad. Radiol. 2001; 8 (5): 384-391. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S1076-6332(03)80545-7.
20.Patankar T.F., Haroon H.A., Mills S.J., Baleriaux D., Buckley D.L., Parker G.J., Jackson A. Is volume transfer coefficient (Ktrans) related to histologic grade in human gliomas? Am. J. Neuroradiol. 2005; 26 (10): 2455-2465.
21.Choi H.S., Kim A.H., Ahn S.S., Shin N., Kim J., Lee S-K. Glioma Grading Capability: Comparisons among Parameters from Dynamic Contrast-Enhanced MRI and ADC Value on DWI. Korean J. Radiol. 2013; 14 (3): 487-492. DOI: 10.3348/kjr.2013.14.3.487.
22.Awasthi R., Rathore R.K., Soni P., Sahoo P., Awasthi A., Husain N., Behari S., Singh R.K., Pandey C.M., Gupta R.K. Discriminant analysis to classify glioma grading using dynamic contrast-enhanced MRI and immunohistochemical markers. Neuroradiology. 2012; 54 (3): 205-213. DOI: 10.1007/s00234-011-0874-y
23.Zhang N., Zhang L., Qiu B., Meng L., Wang X., Hou B.L. Correlation of volume transfer coefficient Ktrans with histopathologic grades of gliomas. J. Magn. Reson. Imaging. 2012; 36 (2): 355-363. DOI: 10.1002/jmri.23675.
24.Jia Z., Geng D., Xie T., Zhang J., Liu Y. Quantitative analysis of neovascular permeability in glioma by dynamic contrast-enhanced MR imaging. J. Clin. Neurosci. 2012; 19 (6): 820-823. DOI: 10.1016/j.jocn.2011.08.030.
25.Awasthi R., Rathore R.K., Soni P., Sahoo P., Awasthi A., Husain N., Behari S., Singh R.K., Pandey C.M., Gupta R.K. Discriminant analysis to classify glioma grading using dynamic contrast-enhanced MRI and immunohistochemical markers. Neuroradiology. 2012; 54 (3): 205-213. DOI: 10.1007/s00234-011-0874-y.
26.Ludemann L., Grieger W., Wurm R., Budzisch M., Hamm B., Zimmer C. Comparison of dynamic contrast-enhanced MRI with WHO tumor grading for gliomas. Eur. Radiol. 2001; 11 (7): 1231-1241. DOI: 10.1007/s003300000748.
27.Mills S.J., Soh C., Rose C.J., Cheung S., Zhao S., Parker G.J., Jackson A. Candidate biomarkers of extravascular extracellular space: a direct comparison of apparent diffusion coefficient and dynamic contrastenhanced MR imaging-derived measurement of the volume of the extravascular extracellular space in glioblastoma multiforme. Am. J. Neuroradiol. 2010; 31 (3): 549-553. DOI: 10.3174/ajnr.A1844.
28.Zhang N., Zhang L., Qiu B., Meng L., Wang X., Hou B.L.Correlation of volume transfer coefficient Ktrans with histopathologic grades of gliomas. J. Magn. Reson. Imaging. 2012; 36 (2): 355-363.DOI: 10.1002/jmri.23675.

Dynamic Contrast Enhanced MRI in Glioma Diagnosis

The aim: to examine the possibility of using dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE MRI) in clarifying the diagnosis of glial brain tumors and the differentiation between them on the basis of the malignancy degree. In this regard, the authors evaluated the effectiveness of perfusion parameters (Ktrans, Kep, Ve and iAUC). Materials and methods. The study included examination of 54 patients with an established presence of brain glial tumors. Glioma Grade I-II diagnosed in 13 (24.1%) and glioma Grade III-IV in 41 (75.9%) cases. Morphological verification of the diagnosis obtained as a result of either surgical removal of the tumor or stereotactic biopsy was achieved in 31 (57.4%) patients: glial tumors Grade I-II identified in 6 (19.4%), and glioma Grade III-IV - 25 (80.6%) cases. Results. According to DCE increasing of the malignancy degree of glial tumors is followed by increasing of all perfusion parameters: thus, the lowest values of Ktrans, Kep, Ve and iAUC were identified in low grade gliomas (0.026 min-1, 0.845 min-1, 0.024 and 1.757, respectively), the highest in gliomas Grade III-IV (0.052 min-1 1.083 min-1, 0.06 and 2.694, respectively). The most informative parameters with sensitivity 90% and specificity 100% in the differential diagnosis of gliomas Grade I-II and Grade III-IV are Ktrans (cut-off = 0. 16 min-1) and Ve (cut-off = 0.13). Conclusion. DCE MRI can be used in differential diagnosis of glial brain tumors of different malignancy grade.

Keywords:
динамическое контрастирование, МР-перфузия, глиальные опухоли, головной мозг, dynamic contrast enhanced, MR-perfusion, glial tumors, brain