По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

МРТ головного мозга в режиме изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости (SWI), в диагностике опухолей головного мозга

Сашин Д. В. аспирант отделения рентгенодиагностического НИИ КиЭР «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н. Н. Блохина»
Долгушин М. Б. доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением ПЭТ НИИ КиЭР «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н. Н. Блохина»
Бекяшев А. Х. доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделением нейрохирургии «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина»
Кобякова Е. А. главный врач, врач-рентгенолог НИИ КиЭР «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н. Н. Блохина»
Нечипай Э. А. кандидат медицинских наук, врач рентгенолог НИИ КиЭР «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н. Н. Блохина»

Дифференциальная диагностика опухолей головного мозга, как доброкачественных, так и злокачественных, при применении рутинных протоколов МРТ (Т1, Т2, DWI, Т1 с внутривенным контрастированием) часто не имеет специфических МРТ проявлений — визуализационных маркеров — у разных типов новообразований. Злокачественные опухоли головного мозга, такие, как глиобластомы, анапластические астроцитомы, вследствие патологического ангиогенеза зачастую имеют в своей структуре новообразованные сосуды и микрокровоизлияния, в то время как у доброкачественных опухолей, таких, как глиомы I-II, в первичных лимфомах ЦНС данных изменений в большей части случаев не регистрируется. МРТ в режиме изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости SWI (Susceptibility weighted imaging), — методика, позволяющая визуализировать внутриопухолевые сосуды и микрокровоизлияния, произвести качественное, полуколичественное и количественное измерение их объема, что, в свою очередь, на дооперационном этапе позволяет с высокой точностью установить гистотип выявленной опухоли. В работе приведены краткие физические принципы SWI, некоторые аспекты ангиогенеза в опухолях головного мозга и литературные данные об успешном использовании данной методики в клинической практике за рубежом. К сожалению, в нашей стране какие-либо данные по данной тематике практически отсутствуют.

Литература:

1. Алешин, В. А. Клинические рекомендации по диагностике и лечению церебральных метастазов злокачественных опухолей / В. А. Алешин, А. Х. Бекяшев, Д. М. Белов, В. Б. Карахан, С. В. Медведев, А. А. Митрофанов, З. П. Михина, Е. А. Москвина, Д. Р. Насхлеташвили. — М., 2014. — 39 с.

2. Бывальцев, В. А. Молекулярные аспекты ангиогенеза в глиобластомах головного мозга / В. А. Бывальцев, И. А. Степанов, Е. Г. Белых, А. И. Яруллина // Вопросы онкологии. — 2017. — Т. 63. — № 1. — С. 19–27

3. Давыдов, М. И. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2004 г. / М. И. Давыдов, Е. М. Аксель // Веста. РОНЦ имени H. H. Блохина. — 2006. — № 3. — 132 с.

4. Bagley, L. J. Gliomas: correlation of magnetic susceptibility artifact with histologic grade / L. J. Bagley, R. I. Grossman, K. D. Judy [et al.] // Radiology. — 1997. — V. 202. — P. 511–516.

5. Chunlei Liu. Susceptibility-Weighted Imaging and Quantitative Susceptibility Mapping in the Brain / Wei Li, Karen A. Tong, M. D., Kristen W. Yeom and Samuel Kuzminski // Journal of Magnetic resonance imaging. — 2015. — V. 42. — Issue 1. — P. 23–41.

6. David N. Louis, The 2016 World Health Organization Classifi cation of Tumors of the Central Nervous System: a summary/ Arie Perry, Guido Reifenberger, Andreas von Deimling, Dominique Figarella-Branger, Webster K. Caveneе, Hiroko Ohgaki, Otmar D. Wiestler, Paul Kleihues, David W. Ellison // Acta Neuropathologica. — 2016. — V. 131. — Issue 6. — Р. 803–820.

7. Di Ievа. A Diagnostic Value of Fractal Analysis for the Diff erentiation of Brain Tumors Using 3-Tesla Magnetic Resonance Susceptibility-Weighted Imaging / Di Ievа, Le Reste, P.J., Carsin-Nicol, B., Ferre, J.-C., & Cusimano, M. D. // Neurosurgery. — 2016. — V. 79. — Issue 6. — P. 839–846.

8. Ding Y. Diff erentiation of primary central nervous system lymphoma from high-grade glioma and brain metastases using susceptibility-weighted imaging / Z. Xing, B. Liu, X. Lin, D. Cao. // Brain and Behavior. — 2014. — V. 4. — Issue 6. — P. 841–849.

9. Dulak J. Anti-angiogenic and anti-infl ammatory eff ects of statins:relevance to anti-cancer therapy / Dulak J., Józkowicz A. // Curr Cancer Drug Targets. — 2005. — V. 5. — P. 579–94.

10. Eiken H. M. Dynamics of endothelial cell behaviour in sprouting angiogenesis / Eiken H. M., Adams R. M. // Curr. Opin. Cell Biol. — 2010. — V. 22. — Issue 5. — P. 617–25.

11. Feige J. J. Tumour angiogenesis: recent progress and remaining challenges // Bull. Cancer. — 2010. — V. 97. — Issue 11. — P. 1305–10.

12. Fidler I. J. The seed and soil hypothesis: vascularisation and brain metastases / I. J. Fidler, S. Yano, R. D. Zhang [et al.] // Lancet Oncol. — 2002. — V. 3. — P. 53–57.

13. Folkman J. Tumour angiogenesis / J. Folkman // In: Holland JF.et al., editors. Cancer Medicine. Ontario: Decker. — 2000. — P. 132–152.

14. Franceschi A. M. Use of susceptibility-weighted imaging (SWI) in the detection of brain hemorrhagic metastases from breast cancer and melanoma. / S. J. Moschos, C. K. Anders // J Comput Assist Tomogr. — 2016. — V. 40. — P. 803–805.

15. Fu J. Discriminating pyogenic brain abscesses, necrotic glioblastomas, and necrotic metastatic brain tumors by means of susceptibility-weighted imaging / J. Fu, Chuang T. C., Chung H. W., Chang H. C., Lin H. S., Hsu S. S., Wang P. C., Hsu S. H., Pan H. B., Lai P. H. // European Society of Radiology. — 2015. — V. 25. — Issue 5. — P. 1413–20.

16. Furtner J. Non-invasive assessment of intratumoral vascularity using arterialspin labeling: A comparison to susceptibility-weighted imaging forthe diff erentiation of primary cerebral lymphoma and glioblastoma / J. Furtner, V. Schöpf, M. Preusser, U. Asenbaum, R. Woitek, A. Wöhrer, J. A. Hainfellner, S. Wolfsberger, D. Prayer // European Journal of Radiology. — 2014. — V. 83 — P. 806–810.

17. Gasparotti R. New MR sequences in daily practice: susceptibility weighted imaging. A pictorial essay / R. Gasparotti, L. Pinelli, R. Liserre // Insights Imaging. — 2011. — V. 2. — P. 335–347.

18. Haacke E. M. Susceptibility weighted imaging (SWI) / E. M. Haacke, Y. Xu, Y. C. Cheng, Reichenbach // JR. Magn Reson Med. — 2004. — V. 52. — P 612–618.

19. Haacke E. M. Susceptibility-weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 1 / E. M. Haacke, S. Mittal, Z. Wu, J. Neelavalli, Y. C. Cheng // American Journal of Neuroradiology. — 2009. — V. 30. — Issue 1. — P. 19–30.

20. Heymans S. Inhibition of plasminogen activators or matrix metalloproteinases prevents cardiac rupture but impairs therapeutic angiogenesis and causes cardiac failure / S. Heymans, A. Luttun, D. Nuyens [et al.] // Nat Med. — 1999. — V 5. — P. 1135–42.

21. Hori M. Three-dimensional susceptibility-weighted imaging at 3 T using various image analysis methods in the estimation of grading intracranial gliomas / M. Hori., H. Mori, S. Aoki // Magnetic Resonance Imaging. — 2010. — V. 28. — P. 594–59.

22. Ishii K. Hemorrhage and abnormal veins in acoustic neurinoma: MR fi ndings / K. Ishii, S. Takahashi, K. Matsumoto [et al.] // Radiat Med. — 1996. — V. 14. — P. 65–69.

23. Jin K. Vascular endothelial growth factor (VEGF) stimulates neurogenesis in vitro and in vivo / K. Jin, Y. Zhu, Y. Sun // Proceedingsof the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2002. — Vol. 99. — P. 11946–11950.

24. Pinker K. et al. High-Resolution Contrast-Enhanced, Susceptibility-Weighted MR Imaging at 3T in Patients with Brain Tumors: Correlation with Positron-Emission Tomography and Histopathologic Findings / K. Pinker [et al.] // AJNR. — 2006. — V. 28. — P. 1280–86.

25. Kickingereder P. Primary Central Nervous System Lymphoma and Atypical Glioblastoma: Multiparametric Diff erentiation by Using Diff usion-, Perfusion-, and Susceptibility-weighted MR Imaging / B. Wiestler, F. Sahm, S. Heiland, M. Roethke, H. P. Schlemmer, W. Wick, M. Bendszus, A. Radbruch // Neuroradiology. — 2014. — V. 272. — Issue 3. — P. 843–50.

26. Lee B. C. MR high-resolution blood oxygenation level-dependent venography of occult (low-fl ow) vascular lesions / B. C. Lee, K. D. Vo, D. K. Kido [et al.] // AJNR Am J Neuroradiol. — 1999. — V. 20. — P. 1239–1242.

27. Li Z. Hypoxia-inducible factors regulate tumourigenic capacity of glioma stem cells / Z. Li, S. Bao, Q. Wu [et al.] // Cancer Cell. — 2009. — Vol. 15. — P. 501–513.

28. Lin Y. IDH mutant and 1p/19q co-deleted oligodendrogliomas: tumor grade stratifi cation using diff usion-, susceptibility-, and perfusion-weighted MRI / Yu Lin, Zhen Xing, Dejun She // Neuroradiology. — 2017. — V. 59. — Issue 6. — P. 555–562.

29. Mikhael M. A. Diff erentiation of cerebellopontine angle neuromas and meningiomas with MR imaging. / M. A. Mikhael, I. S. Ciric and A. P. Wolff // J Comput Assist Tomogr. — 1985. — V. 9. — P. 852–856.

30. Mittal S. Susceptibility-weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 2. / S. Mittal, Z. Wu, J. Neelavalli [et al.] // Am J Neuroradiol. — 2009. — V. 30. — P. 232–252.

31. Odabasi A. O. Tumor-associated hemorrhage in patients with acoustic neuroma. / A. O. Odabasi, C. A. Buchman and J. J. Morcos // Am J Otol. — 2000. — V. 21. — P. 706–711.

32. Park C. K. Microhemorrhage, a possible mechanism for cyst formation in vestibular schwannomas / C. K. Park, D. C. Kim, S. H. Park [et al.] // J Neurosurg. — 2006. — V. 105. — P. 576–580.

33. Park M. J. Semiquantitative assessment of intratumoral susceptibility signals using non contrast enhanced high fi eld high resolution susceptibility weighted imaging in patients with gliomas: Comparison with MR perfusion imaging. / M. J. Park, H. S. Kim, G. H. Jahng, C. W. Ryu, S. M. Park, S. Y. Kim // AJNR Am J Neuroradiol. — 2009. — V. 30 — P. 1402–1408.

34. Park S. M. Combination of high-resolution susceptibility-weighted imaging and the apparent diff usion coeffi cient: Added value to brain tumour imaging and clinical feasibility of non-contrast MRI at 3 T. / S. M. Park., H. S. Kim, G. H. Jahng [et al.] // Br J Radiol. — 2010. — V. 83. — Issue 990. — P. 466–75.

35. Peters S. Glioblastomas vs. lymphomas: More diagnostic certainty by using susceptibility-weighted imaging (SWI). / S. Peters, N. Knöß, F. Wodarg, C. Cnyrim, O. Jansen // Rofo. — 2012. — V. 184. — P. 713–8.

36. Radbruch A. Diff erentiation of glioblastoma and primary CNS lymphomas using susceptibility weighted imaging / A. Radbruch // European Journal of Radiology. — 2013. — V. 82 — P. 552–556.

37. Radbruch A. Diff erentiation of brain metastases by percentagewise quantifi cation of intratumoral-susceptibility-signals at 3 Tesla / A. Radbruch // European Journal of Radiology. — 2012. — V. 81. — P. 4064–4068.

38. Reichenbach J. R. High-resolution MR venography at 3.0 Tesla / J. R. Reichenbach, M. Barth, E. M. Haacke, M. Klarh€ofer, W. A. Kaiser, E. Moser // J. Comput. Assist Tomogr. — 2000. — V. 24. — P. 949–957.

39. Reichenbach J. R. Small vessels in the human brain: MR venography with deoxyhemoglobin as an intrinsic contrast agent / J. R. Reichenbach, R. Venkatesan, D. J. Schillinger, D. K. Kido, E. M. Haacke // Radiology. — 1997. — V. 204. — P. 272–277.

40. Saini J. Diff erentiation of grade II/III and grade IV glioma by combining T1 contrast-enhanced brain perfusion imaging and susceptibility-weighted quantitative imaging / J. Saini // Neuroradiology. — 2018. — V. 60 — Issue 1. — P. 43–50.

41. Salven P. A high pretreatment serum vascular endothelial growth factor concentration is associated with poor outcome in non-Hodgkin’s lymphoma / P. Salven, L. Teerenhovi, H. Joensuu // Blood. — 1997. — V. 90. — Issue 8. — P. 3167–3172.

42. Sehgal V. Susceptibility-weighted imaging to visualize blood products and improve tumor contrast in the study of brain masses. / V. Sehgal, Z. Delproposto, D. Haddar, E. M. Haacke, A. E. Sloan, L. J. Zamorano [et al.] // J Magn Reson Imaging. — 2006. — V. 24. — Issue 1. — P. 41–51.

43. Shibuya M. Diff erential roles of vascular endothelial growth factor receptor-1 and receptor-2 in angiogenesis / M. Shibuya // J. Biochem. Mol. Biol. — 2006. — V. 39. — P. 469–78.

44. Storkebaum E. VEGF: once regarded as a specifi c angiogenic factor, now implicated in neuroprotection / E. Storkebaum, D. Lambrechts, P. Carmeliet // BioEssays. — 2004. — Vol. 26. — P. 943–954.

45. Straume O. Importance of vascular phenotype by basic fi broblast growth factor, and infl uence of the angiogenic factors basic fi broblast growth factor/fi broblast growth factor receptor-1 and Ephrin-A1/EphA2 on melanoma progression / O. Straume, L. A. Akslen, J. Am // Pathol. — 2002. — № 160. — P. 1009–19.

46. Takeushi H. Angiogenesis in primary central nervous system lymphoma / Hiroaki Takeuchi, Ken Matsuda, Ryuhei Kitai, Kazufumi Sato, Toshihiko Kubota // J Neurooncol. — 2007. — V. 84. — P. 141–145.

47. Trude G. Simonsen. Intertumor heterogeneity in vascularity and invasiveness of artifi cial melanoma brain metastases / G. Trude Simonsen, Jon-Vidar Gaustad, Einar K. Rofstad// J Exp Clin Cancer Res. — 2015. — V. 34. — P. 150.

48. Winkler F. Kinetics of vascular normalization by VEGFR2 blockade governs angiopoietin-1 and matrix metalloproteinases / F. Winkler, S. V. Kozin, R. T. Tong [et al.] // Cancer Cell. — 2004. — V. 6. — P. 529–531.

49. Xiaoguang Li. Glioma grading by microvascular permeability parameters derived from dynamic contrast enhanced MRI and intratumoral susceptibility signal on susceptibility weighted imaging. / Li Xiaoguang [et al.] // Cancer Imaging. — 2015. — V. 15. — Issue 1. — P. 4.

50. Yangzong Wu Accuracy of susceptibility weighted imaging and dynamic susceptibility contrast MRI for differentiating high — grade glioma from primary CNS lymphomas: a meta — analysis. / Zhihong Den, M. D., Yuanxiang Lin, M. D. Ph. D. // World Neurosurgery. — 2018. — V. 18. — P. 141–4.

51. Zee C. S. Magnetic resonance imaging of cystic meningiomas and its surgical implications. / C. S. Zee, T. Chen, D. R. Hinton [et al.] // Neurosurgery. — 1995. — V. 36. — P. 482–488.

52. Zhang W. Haemorrhage Detection in Brain Metastases of Lung Cancer Patients using Magnetic Resonance Imaging / W. Zhang [et al.] // The Journal of International Medical Research. — 2009. — V. 37 — P. 1139–1144.

Новообразования центральной нервной системы (ЦНС) составляют почти 4,8–8 % от общего количества злокачественных опухолей. При этом с каждым последующим годом регистрируется неуклонное повышение их числа [1, 3]. Прежде всего это глиомы различной степени злокачественности, первичные лимфомы ЦНС и метастазы различных первичных злокачественных новообразований экстракраниальной локализации. В их патогенетической цепочке развития и роста прослеживается важный механизм — неоангиогенез. SWI-метод, который, в отличие от рутинных последовательностей МРТ, с высоким разрешением позволяет визуализировать новообразованные патологические сосуды, микрокровоизлияния в структуре опухоли, что дополняет возможности дифференциальной диагностики различных опухолей головного мозга.

Неоангиогенез, или формирование новых микрососудов на основе уже существующей в ткани пораженного органа сети сосудов, — необходимое условие роста солидных опухолей и формирования отдаленных метастазов различных анатомических локализаций, включая структуры головного мозга [12]. Индуцирующими неоангиогенез факторами в первую очередь служат изменения, происходящие внутри самой опухоли: изменения структуры микроциркуляторного русла опухолевой ткани, усиление гипоксии, адаптация опухолевых клеток и синтез ангиогенных факторов клеточного роста. По причине аномального расположения кровеносных сосудов в ткани опухоли создается хаотичный поток крови, что приводит к выраженной гипоксии — ключевому индуцирующему фактору в процессе ангиогенеза [2].

Новообразованные сосуды в опухолях головного мозга являются «несовершенными» по строению своей стенки, в силу этого в структуре новообразования достаточно часто встречаются как микро-, так и макрокровоизлияния, визуализация которых может помочь в определении степени злокачественности новообразования [4].

В ответ на гипоксию в опухоли активируется синтез транскрипционных факторов, например, индуцируемых гипоксией (HIF-1 и HIF-2) [10]. После чего последние связываются с энхансерной последовательностью гена VEGF, который активирует экспрессию эндотелиального фактора роста сосудов (VEGF), VEGF — ключевой белок, посылающий эндотелию сигнал к росту сосудов и регулирующий миграцию, пролиферацию и выживание эндотелиальных клеток [11]. В результате альтернативного сплайсинга образуется несколько изоформ мРНК: VEGFA, VEGFB, VEGFC и VEGFD. Ключевую роль в стимуляции ангиогенеза играет VEGFА, который связывается и активирует два тирозинкиназных рецептора на ЭК: VEGFR1 и VEGFR2 [42].

Для Цитирования:
Сашин Д. В., Долгушин М. Б., Бекяшев А. Х., Кобякова Е. А., Нечипай Э. А., МРТ головного мозга в режиме изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости (SWI), в диагностике опухолей головного мозга. Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. 2019;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: