Достоверность диффузионно-взвешенных изображений и перфузионных показателей в дифференциальной диагностике злокачественных и условно-доброкачественных интракраниальных образований: одноцентровое исследование

ВВЕДЕНИЕ: Интракраниальные менингиомы — наиболее часто встречающиеся условно доброкачественные опухоли центральной нервной системы. На долю менингиом приходится до 36% среди всех опухолей головного мозга. Метастазы, являются высокозлокачественными поражениями головного мозга с неопределенной встречаемостью в структуре Всемирной организации здравоохранения. Считается, что до 30% взрослых больных раком той или иной локализации страдают от вторичного опухолевого поражения головного мозга. Абсолютное большинство менингиом имеет оболочечную локализацию, более 90% являются солитарными. Частота встречаемости внутричерепных оболочечных метастазов составляет 8–9% случаев, при этом в 10% случаев головной мозг является единственной локализацией, а в 50% случаев метастазы являются солитарными. Обычно задача разграничения между менингиомой и дуральным метастазом не предполагает трудностей. Периодически встречается ситуация, когда дифференциальный диагноз между этими опухолями неоднозначен, поскольку менингиомы и дуральные солитарные метастазы (сМТС) могут иметь схожие характеристики: бесполостное солидное строение, ограничение диффузии молекул воды, наличие обширного перитуморального отека, идентичный паттерн контрастирования.

ЦЕЛЬ: Определить значимость мультипараметрического картирования (МР-перфузии и измеряемого коэффициента диффузии) в дифференциальной диагностике менингиомы и солитарного дурального метастаза.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В данное исследование вошло 100 пациентов с впервые выявленными опухолями ЦНС, впоследствии прошедших обследование в ГАУЗ ТО «МКМЦ Медицинский город» (Тюмень, Россия) с гистологической верификацией в период с 2017 по 2022 г. Средний возраст пациентов составил 54 года, медиана — 58 лет. В зависимости от гистологического заключения были выделены две группы пациентов: 1-я — 50 случаев с менингиомами, 2-я — 50 случаев с солитарным оболочечным метастатическим поражением. Исследование проводили на магнитно-резонансном томографе General Electric Signa Voyager 1.5Т до и после контрастного усиления.

Статистика. Статистический анализ проводился с использованием IBM SPSS (версия 24.0). Пол, возраст, наличие дислокации срединных структур, костной инвазии и выраженности перифокального отека сравнивались для обеих групп пациентов с использованием критерия χ² Пирсона. Значения показателей ADC, CBV, rCBV, CBF, rCBF, MTT сравнивали для обеих групп пациентов с использованием U-критерия Манна–Уитни. Оптимальное пороговое значение, обеспечивающее чувствительность и специфичность, было определено с помощью анализа ROC-кривых. Для всех тестов был установлен уровень альфа p^*≤0,05, p^**≤0,01, p^***≤0,001.

РЕЗУЛЬТАТЫ: В группе менингиом среднее значение ADC составило 912,14×10⁻⁶ мм²/с (СО ±102,7×10⁻⁶ мм²/с). Медиана CBV — 19,25 мл/100 г (ДИ 18,08–28,96 мл/100 г), медиана повышения показателя rCBV составила 4,1 раза (ДИ 4,09–5,46). Медиана показателя CBF составила 155 мл/100 г /мин (ДИ 157,48–206,65 мл/100 г/мин), медиана повышения показателя rCBF — 3,85 раза (ДИ 3,98–5,28). Медиана MTT — 11 секунд (ДИ 10,18–11,29 секунд). В группе метастазов среднее значение ADC составило 867,67×10⁻⁶ мм²/с (СО ±138,6×10⁻⁶ мм²/с). Медиана CBV — 39,85 мл/100 г (ДИ 36,50–46,83 мл/100 г), медиана повышения показателя rCBV — 7,15 раза (ДИ 6,64–7,80). Медиана CBF составила 293 мл/100 г/мин (ДИ 261,65–306,12 мл/100 г/мин), медиана повышения показателя rCBF составила 6,7 раза (ДИ 5,97–6,93). Медиана MTT — 10,85 секунд (ДИ 10,15–10,86 секунд).

Пороговое значение показателя CBV составило 28,25 мл/100 г. Чувствительность и специфичность метода — 76,5% и 78% соответственно.

Пороговое значение показателя rCBV равнялось 5,4. Чувствительность и специфичность метода — 74,5% и 82% соответственно.

Пороговое значение показателя CBF составило 217,9 мл/100 г/мин. Чувствительность и специфичность метода — 80,4% и 86% соответственно.

Пороговое значение показателя rCBF равнялось 5,6. Чувствительность и специфичность метода — 82,4% и 76% соответственно.

ОБСУЖДЕНИЕ: По итогам исследования установлено, что применение мпрМРТ в дифференциальной диагностике менингиом и дуральных сМТС ограничено схожестью значений измеряемого коэффициента диффузии. Предположение, ранее выдвинутое в литературе, о наличии статистически значимых различий значений ADC, позволяющих дифференцировать опухоли, не подтвердилось. При анализе данных перфузии оказалось, что дуральные сМТС демонстрируют более высокие значения CBF в сравнении с менингиомами (p<0,001). Выявлено пороговое значение показателя CBF, составившее 217,9 мл/100 г/мин, при превышении которого возможно прогнозировать дуральный сМТС с чувствительностью и специфичностью методики 80 и 86%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Диффузионно-взвешенные изображения не являются надежными критериями при дифференцировании менингиом и дуральных сМТС и не должны влиять на предполагаемый по визуализации диагноз. Методика оценки перфузии оболочечного поражения позволяет прогнозировать метастаз с чувствительностью и специфичностью, близкими к 80–90%, и заслуживает внимания при постановке диагноза. В перспективе для уменьшения количества ложноотрицательных и ложноположительных результатов, мпрМРТ требует внесения в протокол дополнительных критериев. Поскольку дуральные МТС отличаются от менингиом выраженностью неоангиогенеза и, соответственно, большей проницаемостью сосудов, потенциально уточняющим критерием для разграничения дуральных поражений может оказаться методика оценки проницаемости сосудов (параметр wash-in при динамическом контрастном усилении).

1. Dolecek T.A., Propp J.M., Stroup N.E., Kruchko C. CBTRUS statistical report: primary brain and central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2005–2009 // Neuro-Oncology. 2012. Vol. 6. P. 1–49. doi: 10.1093/neuonc/nos218.

2. Louis D.N., Perry A., Wesseling P., Brat D.J., Cree I.A., Figarella-Branger D., Hawkins C., Ng H.K., Pfister S.M., Reifenberger G., Soffietti R., von Deimling, A., Ellison D.W. The 2021 WHO Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary // Neuro-Oncology. 2021. Vol. 23, No. 8. P. 1231–1251. doi: 10.1093/neuonc/noab106.

3. Olar A., Wani K.M., Sulman E.P., Mansouri A., Zadeh G., Wilson C.D., DeMonte F., Fuller G.N., Aldape, K. D. Mitotic Index is an Independent Predictor of Recurrence-Free Survival in Meningioma // Brain pathology. 2015. Vol. 25, No. 3. P. 266–275. doi: 10.1111/bpa.12174.

4. Perry A., Scheithauer B.W., Stafford S.L., Lohse C.M., Wollan P.C. «Malignancy» in meningiomas: a clinicopathologic study of 116 patients, with grading implications // Cancer. 1999. Vol. 85, No. 9. P. 2046–2056. doi: 10.1002/(sici)1097-0142(19990501)85:9<2046::aid-cncr23>3.0.co;2-m

5. Sughrue M.E., Sanai N., Shangari G., Parsa A.T., Berger M.S., McDermott M.W. Outcome and survival following primary and repeat surgery for World Health Organization Grade III meningiomas // Journal of neurosurgery. 2010. Vol. 113, No. 2. P. 202–209. doi: 10.3171/2010.1.JNS091114.

6. Marciscano A.E., Stemmer-Rachamimov A.O., Niemierko A., Larvie M., Curry W.T., Barker F.G., Martuza R.L., McGuone D., Oh K.S., Loeffler J.S., Shih H.A. Benign meningiomas (WHO Grade I) with atypical histological features: correlation of histopathological features with clinical outcomes // Journal of neurosurgery. 2016. Vol. 124, No. 1. P. 106–114. doi: 10.3171/2015.1.JNS142228.

7. Fox B.D., Cheung V.J., Patel A.J., Suki D., Rao G. Epidemiology of metastatic brain tumors // Neurosurgery clinics of North America. 2011. Vol. 22, No. 1. P. 1– v. doi: 10.1016/j.nec.2010.08.007.

8. Valiente M., Ahluwalia M.S., Boire A., Brastianos P.K., Goldberg S.B., Lee E.Q., Le Rhun E., Preusser M., Winkler F., Soffietti R. The Evolving Landscape of Brain Metastasis // Trends in cancer. 2018. Vol. 4, No. 3. P. 176–196. doi: 10.1016/j.trecan.2018.01.003.

9. Preusser M., Capper D., Ilhan-Mutlu A., Berghoff A.S., Birner P., Bartsch R., Marosi C., Zielinski C., Mehta, M.P., Winkler F., Wick W., von Deimling A. Brain metastases: pathobiology and emerging targeted therapies // Acta neuropathologica. 2012. Vol. 123, No. 2. P. 205–222. doi: 10.1007/s00401-011-0933-9.

10. Gaspar L., Scott C., Rotman M., Asbell S., Phillips T., Wasserman T., McKenna W.G., Byhardt R. Recursive partitioning analysis (RPA) of prognostic factors in three Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) brain metastases trials // International journal of radiation oncology, biology, physics. 1997. Vol. 37, No. 4. P. 745– 751. doi: 10.1016/s0360-3016(96)00619-0.

11. Ostrom Q.T., Gittleman H., Liao P., Vecchione-Koval T., Wolinsky Y., Kruchko C., Barnholtz-Sloan J.S. CBTRUS Statistical Report: Primary brain and other central nervous system tumors diagnosed in the United States in 2010–2014 // Neuro-oncology. 2017. Vol 19, No. 5. P. 1–88. doi: 10.1093/neuonc/nox158.

12. Laigle-Donadey F., Taillibert S., Mokhtari K., Hildebrand J., Delattre J.Y. Dural metastases // Journal of Neuro-oncology. 2005. Vol. 75, No. 1. P. 57–61. doi: 10.1007/s11060-004-8098-1.

13. Gavrilovic I.T., Posner J.B. Brain metastases: epidemiology and pathophysiology // Journal of neuro-oncology. Vol. 75, No. 1. P. 5–14. doi: 10.1007/s11060-0048093-6.

14. Louis D.N., Perry A., Reifenberger G., von Deimling A., Figarella-Branger D., Cavenee W.K., Ohgaki H., Wiestler O.D., Kleihues P., Ellison D.W. The 2016 World Health Organization Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary // Acta neuropathological. 2016. Vol 131, No. 6. P. 803–820. doi: 10.1007/s00401-016-1545-1.

15. Shibuya M. Pathology and Molecular Genetics of Meningioma: Recent Advances // Neurologia Medico-chirurgica. 2015. Vol. 55, No. 1. P. 14–27. doi: 10.2176/nmc.ra.2014-0233.

16. Boulagnon-Rombi C., Fleury C., Fichel C., Lefour S., Marchal Bressenot A., Gauchotte G. Immunohistochemical Approach to the Differential Diagnosis of Meningiomas and Their Mimics // Journal of neuropathology and experimental neurology. 2017. Vol. 76, No. 4. P. 289–298. doi: 10.1093/jnen/nlx008.

17. Wallace E.W. The dural tail sign // Radiology. 2004. Vol. 233, No. 1. P. 56–57. doi: 10.1148/radiol.2331021332.

18. Zeng L., Liang P., Jiao J., Chen J., Lei T. Will an Asymptomatic Meningioma Grow or Not Grow? A Meta-analysis // Journal of neurological surgery. Part A, Central European neurosurgery. 2015. Vol. 76, No. 5. P. 341–347. doi: 10.1055/s-0034-1543959.

19. O’Leary S., Adams W.M., Parrish R.W., Mukonoweshuro W. Atypical imaging appearances of intracranial meningiomas // Clinical radiology. 2007. Vol. 62, No. 1. P. 10–17. doi: 10.1016/j.crad.2006.09.009.

20. Kim B.W., Kim M.S., Kim S.W., Chang C.H., Kim O.L. Peritumoral brain edema in meningiomas: correlation of radiologic and pathologic features // Journal of Korean Neurosurgical Society. 2011. Vol. 49, No. 1. P. 26–30. doi: 10.3340/jkns.2011.49.1.26.

21. Filippi C.G., Edgar M.A., Uluğ A.M., Prowda J.C., Heier L.A., Zimmerman R.D. Appearance of meningiomas on diffusion-weighted images: correlating diffusion constants with histopathologic findings // American journal of neuroradiology. 2001. Vol. 22, No. 1. P. 65–72.

22. Nania A., Granata F., Vinci S., Pitrone A., Barresi V., Morabito R., Settineri N., Tomasello F., Alafaci C., Longo M. Necrosis score, surgical time, and transfused blood volume in patients treated with preoperative embolization of intracranial meningiomas. Analysis of a single-centre experience and a review of literature // Clinical neuroradiology. 2014. Vol. 24, No. 1. P. 29–36. doi: 10.1007/s00062-013-0215-0.

23. Zimny A., Sasiadek M. Contribution of perfusion-weighted magnetic resonance imaging in the differentiation of meningiomas and other extra-axial tumors: case reports and literature review // Journal of neuro-oncology. 2011. Vol. 103, No. 3. P. 777–783. doi.org: 10.1007/s11060-010-0445-9.

24. Talybov R., Beylerli O., Mochalov V., Prokopenko A., Ilyasova T., Trofimova T., Sufianov A., Guang Y. Multiparametric MR Imaging Features of Primary CNS Lymphomas // Frontiers in surgery. 2022. Vol. 9. 887249. doi: 10.3389/fsurg.2022.887249.

25. Kremer S., Grand S., Remy C., Esteve F., Lefournier V., Pasquier B., Hoffmann D., Benabid A.L., Le Bas J.F. Cerebral blood volume mapping by MR imaging in the initial evaluation of brain tumors // Journal of neuroradiology. 2002. Vol. 29, No. 2. P. 105–113.

26. Lyndon D., Lansley J.A., Evanson J., Krishnan A.S. Dural masses: meningiomas and their mimics // Insights into imaging. 2019. Vol. 10, No. 1. P. 11. doi: 10.1186/s13244-019-0697-7.

27. Nayak L., Abrey L.E., Iwamoto F.M. Intracranial dural metastases // Cancer. 2009. Vol. 115, No. 9. P. 1947–1953. doi: 10.1002/cncr.24203.

28. Seki S., Kamide T., Tamase, A., Mori K., Yanagimoto K., Nomura M. Intraparenchymal hemorrhage from dural metastasis of breast cancer mimicking meningioma // The neuroradiology journal. 2016. Vol. 29, No. 3. P. 179–182. doi: 10.1177/1971400916638351.

29. Fink K.R., Fink J.R. Imaging of brain metastases // Surg. Neurol. Int. 2013. Vol. 4, No. 5. Р. 209–212. doi: 10.4103/2152–7806.111298.

30. Hayashida Y., Hirai T., Morishita S., Kitajima M., Murakami R., Korogi Y., Makino K., Nakamura H., Ikushima I., Yamura M., Kochi M., Kuratsu J.I., Yamashita Y. Diffusion-weighted imaging of metastatic brain tumors: comparison with histologic type and tumor cellularity // American journal of neuroradiology. 2006. Vol. 27, No. 7. P. 1419–1425.

31. Duygulu G., Ovali G. Y., Calli C., Kitis O., Yünten N., Akalin T., Islekel S. Intracerebral metastasis showing restricted diffusion: correlation with histopathologic findings // European journal of radiology. 2010. Vol. 74, No. 1. P. 117–120. doi: 10.1016/j.ejrad.2009.03.004.

32. Lui Y.W., Malhotra A., Farinhas J.M., Dasari S.B., Weidenheim K., Freeman K., LaSala, P.A. Dynamic perfusion MRI characteristics of dural metastases and meningiomas: a pilot study characterizing the first-pass wash-in phase beyond relative cerebral blood volume // American journal of roentgenology. 2011. Vol. 196, No. 4. P. 886–890. doi: 10.2214/AJR.10.5309.

33. Furtner J., Oth I., Schöpf V., Nenning K.H., Asenbaum U., Wöhrer A., Woitek R., Widhalm G., Kiesel B., Berghoff A.S., Hainfellner J.A., Preusser M., Prayer D. Noninvasive Differentiation of Meningiomas and Dural Metastases Using Intratumoral Vascularity Obtained by Arterial Spin Labeling // Clinical neuroradiology. 2020. Vol. 30, No. 3. P. 599–605. doi: 10.1007/s00062-019-00808-x.

34. Bendini M., Marton E., Feletti A., Rossi S., Curtolo S., Inches I., Ronzon M., Longatti P., Di Paola F. Primary and metastatic intraaxial brain tumors: prospective comparison of multivoxel 2D chemical-shift imaging (CSI) proton MR spectroscopy, perfusion MRI, and histopathological findings in a group of 159 patients // Acta neurochirurgica. 2011. Vol. 153, No. 2. P. 403–412. doi: 10.1007/s00701-010-0833-0.