medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.medvis-92Research ArticleГОЛОВА И ШЕЯHEAD AND NECKСопоставление информативности МР-перфузии и ПЭТ с [11С]метионином в дифференциации продолженного роста церебральных опухолей и лучевых поражений головного мозга после комбинированного леченияDirect Comparison of Perfusion Magnetic Resonance Imaging with [11C]Methionine PET in Differentiating Brain Tumor Recurrence From Radiation-Induced Brain Injury after Combined TreatmentСавинцеваЖанна ИгоревнаSavintsevaZhanna Igorevnajeanne.mrt@hotmail.comТрофимоваТатьяна НиколаевнаTrofimovaTatiana Nikolaevnanoemail@neicon.ruСкворцоваТатьяна ЮрьевнаSkvortsovaTatiana Yurievnanoemail@neicon.ruБродскаяЗоря ЛьвовнаBrodskayaZorya L’vovnanoemail@neicon.ruФГБУН “Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой” Российской академии наукРоссияN.P. Bechtereva Institute of the Human Brain of Russian academy of sciencesRussian Federation201428102014051019Copyright © Савинцева Ж.И., Трофимова Т.Н., Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л., 20142014Савинцева Ж.И., Трофимова Т.Н., Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л.Savintseva Z.I., Trofimova T.N., Skvortsova T.Y., Brodskaya Z.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/92

Цель исследования: сравнительный анализ результатов Т2* МР-перфузии (пМРТ) и позитронно-эмиссионной томографии с [11С]метионином (ПЭТ-Мет) в дифференциальной диагностике продолженного роста опухоли (ПРО) и лучевого повреждения головного мозга (ЛП). Материал и методы. ПЭТ-Мет и пМРТ были выполнены 45 пациентам после комбинированного лечения церебральных опухолей. Было проанализировано 57 контрастно-позитивных очагов, для каждого из которых вычислялся индекс накопления [11С]метионина и индекс rCBV. Верификация результатов базировалась на патогистологическом исследовании (n = 20) или динамическом клинико-радиологическом наблюдении (n = 24). Для определения информативности выбранных показателей и оптимальных величин для принятия решения использован ROC-анализ. Результаты. Согласно окончательному диагнозу, пациенты были разделены на 2 группы: группа ПРО (n = 33) и группа с отсутствием ПРО (n = 24). Совпадение результатов ПЭТ и пМРТ наблюдали в 93% случаев. У 4 пациентов отмечалось расхождение результатов. В 2 случаях лучевого поражения определялось высокое накопление метионина при пониженных значения rCBV. У других 2 больных ПЭТ позволила выявить участок активной опухолевой ткани на фоне постлучевых изменений. Выводы. nМРТ и ПЭТ-Мет могут быть эффективно использованы для дифференциации ПРО и ЛП головного мозга. Сопоставление результатов показало, что ПЭТ-Мет обладает большей чувствительностью в выявлении и контурировании границ ПРО, но уступает по специфичности nМРТ

The aim of the study was to compare T2*-weighted MR-perfusion (pMRI) and positron emission tomography using [11C]methionine (PET-Met) in differentiating recurrent brain tumor (RT) from posttreatment radiation effect (PTRE). Material and methods. PET-Met and pMRIwere performed in 45 patients with previously treated brain tumor A total 57 lesions were analyzed. The rCBV index and [11C] methionine uptake index (UI-Met) were calculated as the ratios of the highest lesion value to the that in the reference region. The diagnostic accuracy of UI-Met and rCBV for correct identification of recurrent tumor (RT) versus PTRE was evaluated by ROC-analysis using subsequent histologic analysis or clinical and radiological follow-up. Results. According to the final diagnosis patientsexhibitedthetwo typesofabnormalities: recurrent tumor (n = 33) and non-progressive lesions (n = 24). The inter-individual agreement between the both techniques was observed in 93% of cases. In 4 patients results were discordant. High [11C]methionine uptake and low rCBV were detected in 2 cases of radiation necrosis. In 2 patients PET-Met was able to distinguish foci of radionecrosis and the viable tumor tissue. Conclusion. T2*-weighted MR-perfusion and PET-Met could be efficiently used for differentiation RT from PTRE. Inter-individual comparison of the both methods showed that PET-Met was more sensitive in imaging recurrent tumor, but perfusion MRI had higher specificity.

МР-перфузияПЭТопухоль головного мозгалучевой некрозperfusion magnetic resonance imagingPETbrain tumorradiation necrosisReferencesСкворцова Т.Ю., Бродская З.Л., Гурчин А.Ф., Савинцева Ж.И. Диагностическая точность ПЭТ с [11С]метионином в разграничении продолженного роста первичных церебральных опухолей и лучевых поражений головного мозга. Мед. виз. 2011; 6: 80-92.Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л., Гурчин А.Ф., Савинцева Ж.И. Диагностическая точность ПЭТ с [11С]метионином в разграничении продолженного роста первичных церебральных опухолей и лучевых поражений головного мозга. Мед. виз. 2011; 6: 80-92.Nakajima T., Kumabe T., Kanamory M. et al. Differential diagnosis between radiation necrosis and glioma progression using sequential proton magnetic resonance spectroscopy and methionine positron emission tomography. Neurol. Med. Chir. (Tokyo). 2009; 49: 394-401.Nakajima T., Kumabe T., Kanamory M. et al. Differential diagnosis between radiation necrosis and glioma progression using sequential proton magnetic resonance spectroscopy and methionine positron emission tomography. Neurol. Med. Chir. (Tokyo). 2009; 49: 394-401.Kim Y.H., Oh S.W., Lim Y.J. et al. Differentiating radiation necrosis from tumor recurrence in high-grade gliomas: assessing the efficacy of (18)F-FDG PET, (11)C-methionine PET and perfusion MRI. Clin. Neurol. Neurosurg. 2010; 12 (9): 758-765.Kim Y.H., Oh S.W., Lim Y.J. et al. Differentiating radiation necrosis from tumor recurrence in high-grade gliomas: assessing the efficacy of (18)F-FDG PET, (11)C-methionine PET and perfusion MRI. Clin. Neurol. Neurosurg. 2010; 12 (9): 758-765.Dandois V., Rommel D., Renald L. et al. Substitution of 11C-methionine PET by perfusion MRI during the follow-up of treated high-grade gliomas: preliminary results in clinical practice. J. Neuroradiol. 2010; 37 (2):89-97.Dandois V., Rommel D., Renald L. et al. Substitution of 11C-methionine PET by perfusion MRI during the follow-up of treated high-grade gliomas: preliminary results in clinical practice. J. Neuroradiol. 2010; 37 (2):89-97.Гомзина Н.А., Кузнецова О.Ф. Получение ["C-метил]-L-метионина высокой энантиомерной чистоты путем “on-line” "C-метилирования. Биоорган. химия. 2011; 17: 1-8.Гомзина Н.А., Кузнецова О.Ф. Получение ["C-метил]-L-метионина высокой энантиомерной чистоты путем “on-line” "C-метилирования. Биоорган. химия. 2011; 17: 1-8.Sheweiki D., Itin A., Soffer D. et al. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxiainitiated angiogenesis. Nature. 1992; 359: 843-845.Sheweiki D., Itin A., Soffer D. et al. Vascular endothelial growth factor induced by hypoxia may mediate hypoxiainitiated angiogenesis. Nature. 1992; 359: 843-845.Bjerkvig R., Lund-Johansen M., Edvarsen K. Tumor cell invasion and angiogenesis in the central nervous system. Curr. Opin. Oncol. 1997; 9: 223-229.Bjerkvig R., Lund-Johansen M., Edvarsen K. Tumor cell invasion and angiogenesis in the central nervous system. Curr. Opin. Oncol. 1997; 9: 223-229.Burger P.C., Boyko O.B. The pathology of central nervous system: radiation injury. In: Radiating injury to the nervous system. Eds Gitin P.H., Leibel S.A., Sheline G.E. New York: Raven Press, 1991. 191-208.Burger P.C., Boyko O.B. The pathology of central nervous system: radiation injury. In: Radiating injury to the nervous system. Eds Gitin P.H., Leibel S.A., Sheline G.E. New York: Raven Press, 1991. 191-208.Jain R., Narang J., Sundgren P.M. et al. Treatment induced necrosis versus recurrent/progressing brain tumor: going beyond the boundaries of conventional morphologic imaging. J.Neurooncol. 2010; 100 (1): 17-29.Jain R., Narang J., Sundgren P.M. et al. Treatment induced necrosis versus recurrent/progressing brain tumor: going beyond the boundaries of conventional morphologic imaging. J.Neurooncol. 2010; 100 (1): 17-29.Kumar A.J., Leeds N.E., Fuller G.N. et al. Malignant gliomas: MR Imaging spectrum of radiation therapy-and chemotherapy-induced necrosis of the brain after treatment. Radiology. 2000; 217: 377-384.Kumar A.J., Leeds N.E., Fuller G.N. et al. Malignant gliomas: MR Imaging spectrum of radiation therapy-and chemotherapy-induced necrosis of the brain after treatment. Radiology. 2000; 217: 377-384.Sugahara T., Korogi Y., Tomiguchi S. et al. Posttherapeutic intraaxisl brain tumor: the value of perfusion-sensitive contrast-enhanced MR imaging for differentiating tumor recurrence fromnonneoplastic contrast enhancing. Am. J. Neurorad. 2002; 21: 901-909.Sugahara T., Korogi Y., Tomiguchi S. et al. Posttherapeutic intraaxisl brain tumor: the value of perfusion-sensitive contrast-enhanced MR imaging for differentiating tumor recurrence fromnonneoplastic contrast enhancing. Am. J. Neurorad. 2002; 21: 901-909.Curnes J.T., Laster D.W., Ball M.R. et al. MRI in radiation injury of the brain. Am. J. Neuroradiol. 1986; 147: 119-124.Curnes J.T., Laster D.W., Ball M.R. et al. MRI in radiation injury of the brain. Am. J. Neuroradiol. 1986; 147: 119-124.Safdari H., Fuentes J.-M., Dubois J.-B. et al. Radiation necrosis of the brain: time of onset and incidence related to total dose and fractionation of radiation. Neuroradiology. 1985; 27: 44-47.Safdari H., Fuentes J.-M., Dubois J.-B. et al. Radiation necrosis of the brain: time of onset and incidence related to total dose and fractionation of radiation. Neuroradiology. 1985; 27: 44-47.Савинцева Ж.И., Трофимова Т.Н., Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л. Применение Т2*МР-перфузии в дифференциальной диагностике продолженного роста церебральных опухолей и лучевых повреждений головного мозга. Мед. виз. 2012; 6: 9-15.Савинцева Ж.И., Трофимова Т.Н., Скворцова Т.Ю., Бродская З.Л. Применение Т2*МР-перфузии в дифференциальной диагностике продолженного роста церебральных опухолей и лучевых повреждений головного мозга. Мед. виз. 2012; 6: 9-15.Kracht L.W., Friese M., Herholz K. et al. Methyl-[11C]-l-methionine uptake as measured by positron emission tomography correlates to microvessel density in patients with glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2003; 30 (6): 868-873.Kracht L.W., Friese M., Herholz K. et al. Methyl-[11C]-l-methionine uptake as measured by positron emission tomography correlates to microvessel density in patients with glioma. Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 2003; 30 (6): 868-873.Okita Y., Kinoshita M., Goto T. et al. (11)C-methionine uptake correlates with tumor cell density rather than with microvessel density in glioma: A stereotactic image-histology comparison. Neuroimage. 2010; 49 (4): 2977-2982.Okita Y., Kinoshita M., Goto T. et al. (11)C-methionine uptake correlates with tumor cell density rather than with microvessel density in glioma: A stereotactic image-histology comparison. Neuroimage. 2010; 49 (4): 2977-2982.Filss C.P., Galldiks N., Stoffels G. et al. Comparison of 18F-FET PET and perfusion-weighted MR imaging: a PET/MR imaging hybrid study in patients with brain tumors. J. Nucl. Med. 2014; 55: 540-545.Filss C.P., Galldiks N., Stoffels G. et al. Comparison of 18F-FET PET and perfusion-weighted MR imaging: a PET/MR imaging hybrid study in patients with brain tumors. J. Nucl. Med. 2014; 55: 540-545.Burger P.C., Mahley M.S. Jr., Dudka L., Vogel F.S. The morphol ogic effects of radiation administered therapeutically for intracranial gliomas: a postmortem study of 25 cases. Cancer. 1979; 44: 1256-1272.Burger P.C., Mahley M.S. Jr., Dudka L., Vogel F.S. The morphol ogic effects of radiation administered therapeutically for intracranial gliomas: a postmortem study of 25 cases. Cancer. 1979; 44: 1256-1272.Yoshii Y. Pathological review of late cerebral radionecrosis. Brain Tumor Pathol. 2008; 25: 51-58.Yoshii Y. Pathological review of late cerebral radionecrosis. Brain Tumor Pathol. 2008; 25: 51-58.Sasaki M., Ichiya Y., Kuwabara Y. et al. Hyperperfusion and hypermetabolism in brain radiation necrosis with epileptic activity. J. Nucl. Med. 1996; 7: 1174-1176.Sasaki M., Ichiya Y., Kuwabara Y. et al. Hyperperfusion and hypermetabolism in brain radiation necrosis with epileptic activity. J. Nucl. Med. 1996; 7: 1174-1176.Lubelski D., Abdullah K.G., Weil R.J., Marko N.F. Bevacizumab for radiation necrosis following treatment of high grade glioma: a systematic review of the literature. J. Neurooncol. 2013; 115 (3): 317-322.Lubelski D., Abdullah K.G., Weil R.J., Marko N.F. Bevacizumab for radiation necrosis following treatment of high grade glioma: a systematic review of the literature. J. Neurooncol. 2013; 115 (3): 317-322.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.