Современные методы нейровизуализации в дифференциальной диагностике лучевых поражений головного мозга у больных с церебральными опухолями

Differentiation of tumor recurrence from radiation-induced brain changes is the main challenge of neuroimaging in patients with treated cerebral tumor. The review presents the limitations of structural imaging and additional opportunities of perfusion imaging techniques, proton magnetic resonance spectroscopy and positron emission tomography in discriminating recurrent tumor from radiation injury.Основной проблемой нейровизуализации при мониторинге лечения больных с церебральными опухолями является дифференциация продолженного роста опухоли и радиационных поражений головного мозга. В обзоре рассмотрены ограничения структурной визуализации и представлены дополнительные возможности перфузионных исследований, магнитнорезонансной спектроскопии по водороду и позитронно-эмиссионной томографии в разграничении рецидивной опухоли и лучевого некроза

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА ЛЕЧЕНИЯ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ГЛИОМ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДИАГНОСТИКИ ПРИ ПОМОЩИ ПЭТ С [11С]МЕТИОНИНОМ

Authors, including specialists in nuclear medicine, radiologist and neurosurgeon, offer a comprehensive approach to the challenges of brain tumor imaging in assessment of treatment response. Analysis of the vast raw material - PET with [11C] methionine, MRI conducted in dynamics from 1038 patients with cerebral gliomas - allowed to divide the treatment control into 3 main tasks: control of tumor removal after surgery, assessment of the response to therapy and differential diagnosis of recurrent brain tumor and radiation-induced brain changes. The critical meaningful Macdonald criteria, recently proposed RANO criteria (2010) and basic principle that the metabolic changes in tumors revealed by PET using [11C] methionine precede structural changes on MRI were the basis for solving the each problem. The article reviews the advantages and features of using PET in the assessment of glioma surgery and in early detection of glioma progression. Authors paid attention to the relatively new concept of «pseudoprogression» and «pseudoresponse» and formulated metabolic characteristics of these phenomena. Comparison of structural and metabolic parameters provides objective criteria for evaluating the effectiveness of individual treatment.Авторский коллектив, включающий радиологов, специалиста по МРТ и нейрохирурга, предлагает комплексный подход к проблеме мониторинга лечения церебральных глиом. Анализ огромного первичного материала - ПЭТ с [11С]метионином, МРТ, проведенных в динамике у 1038 больных с церебральными глиомами,- позволил разделить общий контроль лечения на три главные задачи: определение радикальности удаления опухоли, оценка эффективности лучевой и химиотерапии, дифференциальная диагностика продолженного роста и лучевых поражений головного мозга. Основой решения каждой задачи послужили критически осмысленные предложения D. Macdonald, более поздние критерии RANO (2010) и базовое положение о том, что метаболические изменения в опухоли, выявленные с помощью туморотропного препарата [11С]метионина, предшествуют структурным изменениям, фиксируемым на МРТ. Детально рассмотрены преимущества и особенности ПЭТ-контроля радикальности хирургического удаления глиом, предложены ранние и надежные признаки продолженного роста глиом. В разграничении продолженного роста опухоли и лучевых поражений головного мозга авторы не только не обошли вниманием относительно новые понятия «псевдопрогрессии» и «псевдоответа», но и сформулировали их четкие признаки. Сопоставление структурных и метаболических параметров обеспечивает объективные критерии для индивидуальной оценки эффективности лечения

Локальная церебральная гипоперфузия как причина развития симптомов и прогрессирования рассеянного склероза

Background. Neurodegenerative processes play an important role in the development of clinical features of multiple sclerosis (MS) as well as in the progression of the disease. At the same time, neurodegenerative mechanisms of MS are not completely clear, which makes researchers pay special attention to pathogenetic aspects of the disease that have not been studied before. Previously it was shown that MS patients can have alterations in the local cerebral blood flow, however, the meaning of the detected abnormalities is still not clear.The aim of our work is to evaluate the perfusion character in the demyelinating lesions and normalappearing brain structures, and to determine their relation to clinical features of MS.Material and methods. 49 patients with relapsing-remitting and secondary progressive MS with clinical and MRI remission were included in the study. The patients underwent contrast-enhanced MR perfusion of the brain on the 3 Tesla MR-tomograph, as well as the Functional System Score, Expanded Disability Status Score and Fatigue Status Score evaluation. The data analysis included automatic construction of perfusion maps of the cerebral blood volume (CBV), cerebral blood flow (CBF) and mean transit time (MTT) values in the normal-appearing brain structures and in the demyelinating lesions and statistical analysis.Results. The received results allow to presume that variation of CBV values in MS lesions can indicate heterogeneity of processes in these lesions – from reactivation of inflammation to remyelination.Significant reduction of perfusion in nucleus lenticularis was revealed. This reduction did not depend on the severity of the disease and correlated negatively with the fatigue score. This allows to suppose that the therapy focused on brain perfusion improvement can be used as symptomatic therapy of MS. Considering the fact that regional hypoperfusion precedes the development of brain structure atrophy, it is hypothesized that the improvement of perfusion may prevent neurodegeneration in MS. The obtained findings need further investigation. Введение. Нейродегенеративные процессы играют важную роль в развитии клинических проявленийрассеянного склероза (РС), а также в прогрессировании заболевания. В то же время механизмынейродегенерации при РС не вполне ясны, что заставляет исследователей обращать внимание наранее не изученные патогенетические аспекты заболевания. Было показано, что у больных РС могут наблюдаться изменения локального кровотока в головном мозге, однако значение выявленныхнарушений изучено недостаточно.Целью нашей работы являлись оценка особенностей перфузии в очагах демиелинизации и внешненеизменeнных структурах головного мозга и определение их взаимосвязи с клиническими проявлениями РС.Материалы и методы. В исследовании приняли участие 49 пациентов с ремиттирующим и вторич-но-прогрессирующим РС в стадии ремиссии (клинической и по данным магнитно-резонансной томографии (МРТ)), которым проводились МР-перфузия головного мозга с контрастным усилениемна томографе с индукцией магнитного поля 3 Тл, а также оценка по шкале функциональных систем(FS), расширенной шкале нетрудоспособности (EDSS), шкале утомляемости (FSS). Анализ данныхвключал в себя автоматическое построение перфузионных карт для показателям: объем мозговогокровотока CBV, объемная скорость кровотока CBF и среднее время циркуляции MTT в очагах демиелинизации и внешне неизмененных структурах головного мозга.Результаты. Большой разброс показателей CBV в очагах может свидетельствовать о гетерогенностипроисходящих в них процессов – от реактивации воспаления до ремиелинизации. Выявленное намизначимое снижение перфузии в лентикулярных ядрах вне зависимости от тяжести заболевания, которое отрицательно коррелировало с выраженностью утомляемости, позволяет предположить, чтотерапия, направленная на улучшение перфузии головного мозга, может использоваться в качествесимптоматической терапии РС. Учитывая то, что регионарная гипоперфузия опережает развитиеатрофии, мы считаем, что лечение, направленное на улучшение перфузии, способно предотвращатьразвитие нейродегенеративных изменений при РС, что требует дальнейших исследований

Current neuroimaging modalities in differential diagnosis of radiation-induced brain injury in patients with brain tumors

Differentiation of tumor recurrence from radiation-induced brain changes is the main challenge of neuroimaging in patients with treated cerebral tumor. The review presents the limitations of structural imaging and additional opportunities of perfusion imaging techniques, proton magnetic resonance spectroscopy and positron emission tomography in discriminating recurrent tumor from radiation injury

Regional cerebral hypoperfusion as a cause of symptoms and progression of multiple sclerosis

Background. Neurodegenerative processes play an important role in the development of clinical features of multiple sclerosis (MS) as well as in the progression of the disease. At the same time, neurodegenerative mechanisms of MS are not completely clear, which makes researchers pay special attention to pathogenetic aspects of the disease that have not been studied before. Previously it was shown that MS patients can have alterations in the local cerebral blood flow, however, the meaning of the detected abnormalities is still not clear.The aim of our work is to evaluate the perfusion character in the demyelinating lesions and normalappearing brain structures, and to determine their relation to clinical features of MS.Material and methods. 49 patients with relapsing-remitting and secondary progressive MS with clinical and MRI remission were included in the study. The patients underwent contrast-enhanced MR perfusion of the brain on the 3 Tesla MR-tomograph, as well as the Functional System Score, Expanded Disability Status Score and Fatigue Status Score evaluation. The data analysis included automatic construction of perfusion maps of the cerebral blood volume (CBV), cerebral blood flow (CBF) and mean transit time (MTT) values in the normal-appearing brain structures and in the demyelinating lesions and statistical analysis.Results. The received results allow to presume that variation of CBV values in MS lesions can indicate heterogeneity of processes in these lesions – from reactivation of inflammation to remyelination.Significant reduction of perfusion in nucleus lenticularis was revealed. This reduction did not depend on the severity of the disease and correlated negatively with the fatigue score. This allows to suppose that the therapy focused on brain perfusion improvement can be used as symptomatic therapy of MS. Considering the fact that regional hypoperfusion precedes the development of brain structure atrophy, it is hypothesized that the improvement of perfusion may prevent neurodegeneration in MS. The obtained findings need further investigation

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА ЛЕЧЕНИЯ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ГЛИОМ И ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДИАГНОСТИКИ ПРИ ПОМОЩИ ПЭТ С [¹¹С]МЕТИОНИНОМ

Authors, including specialists in nuclear medicine, radiologist and neurosurgeon, offer a comprehensive approach to the challenges of brain tumor imaging in assessment of treatment response. Analysis of the vast raw material - PET with [11C] methionine, MRI conducted in dynamics from 1038 patients with cerebral gliomas - allowed to divide the treatment control into 3 main tasks: control of tumor removal after surgery, assessment of the response to therapy and differential diagnosis of recurrent brain tumor and radiation-induced brain changes. The critical meaningful Macdonald criteria, recently proposed RANO criteria (2010) and basic principle that the metabolic changes in tumors revealed by PET using [11C] methionine precede structural changes on MRI were the basis for solving the each problem. The article reviews the advantages and features of using PET in the assessment of glioma surgery and in early detection of glioma progression. Authors paid attention to the relatively new concept of «pseudoprogression» and «pseudoresponse» and formulated metabolic characteristics of these phenomena. Comparison of structural and metabolic parameters provides objective criteria for evaluating the effectiveness of individual treatment.Авторский коллектив, включающий радиологов, специалиста по МРТ и нейрохирурга, предлагает комплексный подход к проблеме мониторинга лечения церебральных глиом. Анализ огромного первичного материала - ПЭТ с [11С]метионином, МРТ, проведенных в динамике у 1038 больных с церебральными глиомами,- позволил разделить общий контроль лечения на три главные задачи: определение радикальности удаления опухоли, оценка эффективности лучевой и химиотерапии, дифференциальная диагностика продолженного роста и лучевых поражений головного мозга. Основой решения каждой задачи послужили критически осмысленные предложения D. Macdonald, более поздние критерии RANO (2010) и базовое положение о том, что метаболические изменения в опухоли, выявленные с помощью туморотропного препарата [11С]метионина, предшествуют структурным изменениям, фиксируемым на МРТ. Детально рассмотрены преимущества и особенности ПЭТ-контроля радикальности хирургического удаления глиом, предложены ранние и надежные признаки продолженного роста глиом. В разграничении продолженного роста опухоли и лучевых поражений головного мозга авторы не только не обошли вниманием относительно новые понятия «псевдопрогрессии» и «псевдоответа», но и сформулировали их четкие признаки. Сопоставление структурных и метаболических параметров обеспечивает объективные критерии для индивидуальной оценки эффективности лечения