Метастазы в мозг

Общие сведения

Внутричерепные метастазы являются осложнением рака с грозными последствиями. Томография мозга широко может быть использована для отбора больных с впервые выявленной злокачественной опухолью и для оценки пациентов с известными злокачественными новообразованиями, которые провоцируют развиваются неврологического дефицита.

Последние успехи в лечении больных с церебральными метастазами сделали точный диагноз и локализация эти опухоли первостепенными по значению. Томография мозга используется также в получении ответов и осложнений при терапии. В этой главе мы рассмотрим патогенез метастатических опухоли головного мозга и их клинические проявления, обзор доступных методов визуализации и их относительное значение в диагностике и диагностические вопросы, которые возникают после лечения.

13.1 Общие сведения

Частота метастазов в центральной нервной системе (ЦНС) в ходе системных злокачественных новообразований широко варьируется в опубликованных отчетах. Эти расхождения лучше объяснить а) различными предубеждениями, которые влияют на включения пациентов в этих исследованиях, б) различными в методах диагностики (т.е., вскрытие, хирургия, или визуализация) и c) различия в демографического состава и типов опухолей [1-4].

В настоящее время считается, что метастазирование в мозг происходит примерно у 25-30% онкологических пациентов [5, 6]. Склонность первичных опухолей к метастазированию в ЦНС колеблется между различными злокачественными опухолями легких и молочной железы, опухоли, которые наиболее часто вызывают данное осложнения [1]. Метастатические опухолей ЦНС в первую очередь влияют на мозговую паренхиму. Метастазы в мозговые оболочки или в эпидуральное внутричерепное пространство могут также производить симптомы неотличимы от внутрипаренхимальных опухолей головного мозга. Было подсчитано, что в 80-85% мозговых метастазов локализуются в больших полушариях головного мозга и 15-20% - в мозжечке и стволе мозга. Наиболее часто поражаются лобная и теменной доли полушарий головного мозга, с частым ранними вовлечением субкортикальных областей.

13.2 Патогенез

Отправление опухолевых клеток из первичной опухоли, имплантация этих клеток в удаленном органе и развитие метастатической колонии имеет конкретные картины и происходит в несколько этапов. Первый барьер - пересечение неопластическими клетками базальной мембраны на месте их происхождения. Герметичность мембраны, которая разграничивает объёмное образование и четко отделяет его от окружения является постоянной особенностью доброкачественных опухолей. С другой стороны, базальная мембрана плохо сформирована или отсутствует в злокачественных опухолях, и когда определяется, всегда разрушена неопластическими клетками. Степень зрелости базальной мембраны и степень, в которой опухолевые клетки проникают через нее, представляет собой индекс злокачественного потенциала новообразования. Инвазии базальной мембраны опухолевыми клетками следует в три этапа. Изначально, специальные рецепторы на поверхности этих клеток распознают гликопротеин (ламинин) базальной мембраны, к которому они припадают. Это сопровождается протеолизом коллагена IV типа в базальной мембране конкретными коллагеназами обнаруженными в опухолевых клетках. Область мембраны растворяется, опухолевые клетки обладают повышенной мобильностью позволяя им пересекать дефекты мембраны и перемещаться между клетками в интерстициальном пространстве, где они могут начать репликацию. С помощью аналогичных механизмов инвазии опухолевые клетки могут проникать через базальную мембрану и войти в просвет капилляров и лимфатических сосудов [7-11].

Вход неопластических клеток в сосудистый просвет также значительно упрощает процесс ангиогенеза. Было показано, что опухоли на основном участке развития могут вырасти до 1 мм, в размере, т.к. на этом этапе, необходимо поступление питательных веществ в опухолевые клетки и диффузия из существующих судов. Формирование новых сосудов внутри опухоли - это обязательный процесс, инициированный опухолевыми клетками, что бы дальнейший рост продолжался беспрепятственно.

Процесс ангиогенеза является сложным биологическим явлением, в течение которого есть изменение локального равновесия проангиогенных и антиангиогенных молекул в пользу первых. Вновь образованные сосуды опухоли, конструктивно отличается от сосудов в нормальной ткани. Они характеризуются большим просветом, извилистым руслом, и проницаемыми стенками, через которые опухолевые клетки могут получить доступ в циркулирующую кровь [12-14].

Однажды через внутрисосудистый компартмент, неопластические клетки могут выйти из первичного опухолевого узла и могут создавать колонии в различных органах. Как правило, опухолевые клетки пресекаются столкновением в первом капилляре или лимфатическом узлом. Таким образом, первый орган метастазирования, в большой степени можно предсказать, исходя из анатомических маршрутов, которому обязаны следовать опухолевые клетки. Например, опухолевые клетки, происходящие из слизистых желез толстой кишки после того, как они вторглись в сосудистые капилляры и вошли в местные венозные каналы позволяет им, в конечном счете осесть в паренхиме печени.

Аналогично, меланома кожи на одной из конечностей после вторжения в стенку местного лимфатического сосуда будет в конечном итоге в региональных лимфатических узлах. Путем дальнейшего вторжения в капилляры или мелкие венулы, опухолевые клетки могут снова войти в системный кровоток и получить доступ к широкому распространению. Большинство свободно циркулирующих опухолевых клеток разрушаются с помощью защитных механизмов иммунной системы.

Возможно, более важно, механизм напряжения силы сдвига с которыми они сталкиваются от места происхождения до места их назначение может вызвать их гибель. Клетки, которые выживают могут быть имплантированы и производят метастатические колоний в разных органах примерно пропорционально кровоснабжению этих органов.

Опухолевой клетки прикрепляются к стене капилляра, эндотелиальные клетки убираются, допуская прямой контакт опухолевых клеток с базальной мембраны. В этот момент, те же механизмы используются опухолевыми клетками повторяются, проникая через базальную мембрану опухолевые клетки в конце концов входят в интерстициальное пространство принимающих органов. Некоторые первичные опухоли метастазируют преимущественно в определенные органы, предполагается, что другие факторы, помимо кровообращения играют существенную роль.

Хороший пример такого явления - это известное сродство глаза к метастазированию меланомы в печень. Считается, что развитие метастатических колоний регулируется органами-мишенями. Регуляторные механизмы этого процесса являются темой стороной исследований. Высказано предположение, что орган-мишень, использует химические сигналы, чтобы привлечь опухолевые клетки или, что эндотелиальные клетки сосудистого русла этих органов обладают особым сродством для некоторых типов опухолевых клеток. Кроме того, было признано, что наличие неопластических клеток в интерстициальном пространстве органа не всегда синоним развития новой опухолевой колонии,потому что другие аутокринные механизмы роста или факторы от местных тканей должны быть мобилизованы и содействовать развитию опухоли [15].

В случае метастазов в ЦНС, опухолевые клетки прибывают во внутричерепную полость артериальным маршрутом. 15-20% сердечного выброса попадает на мозговое кровообращение, не удивительно, что мозг является общей зоной метастатического депозита. Опухолевые клетки любого первичного новообразования могут входить в артериальную циркуляцию после прохождения легочного капиллярного русла. Близость рака легкого с легочно-сосудистым руслом обеспечивает обоснование высокой заболеваемости мозговыми метастазами из этого органа. Кластеры опухолевых клеток найдены в мелких артериях границы серого и белого вещества, где диаметр просвета резко меняется от 100-200 до 50-150 мм.

Тромбоэмболический механизм - вероятное объяснение высокой частоты опухолевых узлов, найденных на серо-белой границе. Венозной маршрут также вероятен, как возможный механизм доступа к задней черепной ямке. Венозная система задней черепной ямки имеет прямое сообщение с венозным сплетением спинномозгового канала (сплетение Бэтсона).

Было предположение, что опухолевые клетки метастатического депозита в спинномозговом столбе указанного сплетения принимаются во внутричерепное обращение путем ретроградного венозного кровотока. Рака мочеполовой системы и желудочно-кишечного тракта говорят, что также использует этот маршрут, хотя это однозначно не доказано. В редких случаях клетки опухоли могут пройти из венозной в артериальную циркуляцию через дефект межпредсердной перегородки, который остается у небольшого процента лиц, потенциально имеющих двунаправленный поток.

Метастазы опухоли в лептоменинкс происходят в первую очередь артериальным маршрутом. Кроме того, опухолевые клетки могут имплантироватся в мягкие мозговые оболочки после прохождение в эпендиме или сосудистом сплетении и через спинномозговую жидкость (СМЖ).

В твердую мозговую оболочку могут попадать неопластические клетки артериальным тиражом или вторгнутся метастатическим поражением свода черепа либо напрямую от циркулирующих клеток в небольших венулах [7, 16-18].

Вовлечение эпидурального пространства в интракраниальной полости или в спинномозговом канале, как правило, возникает в результат прямого расширения метастатической опухоли черепа или позвоночника. Опухоли носоглотки обычно вторгаются во внутричерепное пространства прямым расширением, через отверстия основания черепа. Опухоли головы и шеи могут продолжаться интракраниально распространением по периневральным пространствам с высокой склонности к такому распространению у кистозного рака миндалин.

13.3 Патология

На макроскопическом изучении, метастатические опухоли головного мозга часто появляются обесцвеченными за счет изменения кровообращения опухоли и микроскопических кровоизлияний в паренхиме опухоли. Эти опухоли имеют округлую форму и хорошо отграничены. Когда они большие по размеру, в них часто проходит центральный некроз. Некоторые метастатические опухолей, такие как меланома, как правило, кровоточат с формированием гематомы в ложе опухоли (рис. 13.1).

Кальцификаты были описаны исключительно редко, в метастатическом раке опухолей мозга и наиболее часто видели в метастатических остеосаркомах. Отек обычно обнаруживается в паренхиме мозга, прилегающей к опухоли. Сумма отека часто пропорциональна размеру опухоли. Этот отек вазогенный производятся путем транссудации жидкости из внутрисосудистого отсека в интерстициальное пространство.

Выходу жидкости способствуют дефекты стенки сосудов опухоли. Метастатическое поражение мягких мозговых оболочек появляется как очаговые области аномального утолщения на поверхности мозга. Узловой опухоли часто инвагинируют из мозговых оболочек в соседние ткани мозга (Рис. 13.2).

13.2

Рис.13.2 и 13.3

В эпендимарные стенки желудочков иногда проникают опухоли с увеличение толщины или как узловые образования и часто происходят одновременно с карциноматозом мозговых оболочек. Желудочковая система может деформироваться из-за метастатической опухоли, прилегающей к желудочкам. Расширение желудочков может возникнуть при метастатической опухоли, перекрывающей отверстие Монро, сильвиев водопровод или выход из четвертого желудочка. Вентрикуломегалия может также происходить в результате карциноматоза мозговых оболочек и обусловлена инфильтрацией ворсинок паутинной оболочки опухолью ингибируя резорбцию СМЖ. Микроскопически метастатические опухоли паренхимы мозга при правильной дифференцировке гистологических черт, сходные с теми, в своих основных источниках (Рис. 13.3).

В плохо дифференцированных опухолях, специфические иммуногистохимические маркеры используются для характеристики этих опухолей (рис. 13.4).

13.3

Рис.13.3 и 13.4

Независимо от того, клетки какого типа в опухоли, неоваскуляризация видна в пределах опухолевой паренхимы, характеризуется не зрелыми сосудами с эндотелиальными клетками, содержащими обильные везикулы и дефектные жесткие соединения [1, 7].

13.4 Клинические симптомы

На ранних стадиях заболевания, пациенты с метастатическими опухолями мозга, как правило, протекают бессимптомно. Когда опухоли увеличиваются, развивается отек и появляться симптомы. Головные боли как сообщается в большом количестве случаев (~88%) являяются наиболее распространенным симптомом, появляясь коварно и становясь все хуже со временем. Головные боли развиваются в результате повышенного внутричерепного давления, вызванного опухолью, отёком или водянкой. Путаница или поведенческие изменения также симптомы, которые в начале метастатического процесса расплывчаты и не могут быть приняты во внимание в течение ранних стадий заболевания.

Может развиваться очаговая моторная недостаточность, постепенно становится все хуже. Двигательные расстройства были выявлены у 66% больных с метастатическими опухолями головного мозга. У некоторых больных резке начало, имитирующее острый неврологический дефицит, как при инсульте. Судороги возникают обычно у больных с внутримозговыми или лептоменингиальными метастазами, а иногда могут быть начальные клинические проявления. Остальные симптомы, характерные для местонахождения метастатического поражения.

Таким образом, метастатические опухоли могут производить нарушения зрения, головокружение, афазию и дисбаланс. Эндокринные расстройства возникают при опухолях, включающих в себя гипоталамус, гипофиз или его стебель. Карциноматоз мозговых оболочек часто проявляется краниальной нейропатией [3, 19].

13.5 Исследования по визуализации

Компьютерная томография (КТ)

За последние 25 лет, КТ сыграл важную роль в диагностике опухолей головного мозга. Диагностика этих опухолей зависит от различия поглощения рентгеновского излучения в тканях, через которые проходят рентгеновские лучи [20, 21]. В тканях живых организмов, различие поглощения рентгеновского излучения относительно мало, так что большинство метастатических опухолей головного мозга имеет плотность, похожую на нормальный мозг и колеблется между 20 и 40 единиц Хаунсфилда (HU), часто избегать обнаружения. В таких случаях наличие внутримозговой опухоли могут быть заподозрено косвенно из-за масс-эффекта, который он производит. Особенности масс-эффекта включают стирание соседних корковых борозды, сдавления желудочковой стенки, объемом срединных структур, и искажение субарахноидальных цистерн. Иногда, некоторые опухоли проявляют плотность больше, чем нормальный мозг. Это особенность высоко клеточных опухолей с относительно небольшими интерстициальными пространствами и высоким ядерно-цитоплазматическим соотношением. К таким опухолям относятся лимфома, мелкоклеточный рак легких и меланома. Геморрагические опухоли имеют даже более высокую плотность, чем обычный мозг, колеблясь от 60 до 90 HU и могут быть легко обнаружены (рис. 13.5).

13.5

Рис.13.5

Кальцинированная метастатическая опухоль демонстрирует высокой плотность (обычно более 110 HU) и становятся еще более очевидной при КТ. Как кальцинированная, так и геморрагическая опухоли редки. Если некроз развивается в метастатической опухоли, область некроза представлена пониженной плотностью, которая может быть визуально оценена на КТ. Если имеется низкая плотность мозговой паренхимы вблизи опухоли, это свидетельствует о присутствии перитуморального отека. Обнаружение опухоли мозга при КТ было значительно улучшено с использованием внутривенного введения контрастных веществ. Это соли йодной кислоты, молекулы попадают в интерстициальное пространство опухоли увеличивая рентгеновскую плотность опухолей. Распространение контрастных агентов в паренхиме опухоли происходит потому, что гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) нарушается метастатическими опухолями. На постконтрастных изображениях, небольшие метастазы опухоли появляются в виде солидных узелковых высыпаний и усиливаются однородно. Более крупные опухоли с некрозом продемонстрировать кольцевидное повышение (рис. 13.6).

Толщина усиливающегося кольца, как правило, не однородна и его внутренние границы часто нерегулярны [22-25]. Карциноматоз мозговых оболочек может быть выявлен только при постконтрастном исследований. Мозговые оболочки, пораженные опухолью, аномально утолщенные и проявляются увеличенным усилением в пределах корковых борозд, щелей или в субарахноидальных цистернах [26] (Рис. 13.7).

13.6

Рис.13.6 и 13.7

В целях улучшения диагностической точности КТ, различные исследователи удвоили дозу, вводя йод от 40 до 80 г и сообщили о росте диагностической эффективности. Слабая контрастная разрешающая способность КТ и артефакт от частичного объемного эффекта найдётся в каждом томографическом метод изображений представляют недостатков в обнаружении мелких метастатических опухолей.

Таким образом, такие опухоли могут не усилится в достаточной мере, чтобы быть визуализированы даже с увеличение дозы контраста [27, 28]. Еще одна серьезная проблема с КТ является наличие артефактов, вызванные ослаблением рентгеновского пучка, при его прохождении через череп. Такие артефакты обычно затемняют небольшие опухоли, расположенных на поверхности мозга и могут скрыть даже крупные поражения в задней черепной ямке, где эти артефакты более заметны.

Диагноз карциноматоза мозговых оболочек над выпуклостями полушарий головного мозга также остаётся проблематичным поскольку в подавляющем большинстве случаев повышенная плотность свода черепа скрывает аномальное расширение мозговых оболочек в этих областях.

Различные проблемы встречаются после внутривенного введение йодированных контрастных веществ ограничивая их использование. Частоту таких побочных эффектов как сообщается, может достигать 5-12%. Тяжелые анафилактические реакции, связанные с острой сердечно-легочной недостаточностью происходят у одного из 1000 пациентов, принимая во внимание, что частота смертности 1:12 000 и 1:75 000. Больные, имеющих в анамнезе аллергию к йоду, не могут участвовать в контрастном КТ исследовании или требуют премедикации до такого исследования.

Развитие основных реакций не предсказуемо и не может быть исключено путем предварительного тестирования. Йодированные контрастные вещества также известны своей нефротоксичностью. Контраст-индуцированная острая почечная недостаточность сообщалась у 15-42% пациентов с азотэмией и сахарным диабетом. Таким образом, пациентам с сывороточным креатинином более 1.6-1.8 мг/100 мл может быть не благополучно исследование с йодированными контрастными агентами. Другие факторы риска являются сердечно-сосудистые заболевания, тяжелые легочная недостаточность, бронхиальная астма, феохромоцитома, серповидно-клеточной анемией, множественной миеломой, сахарный диабет, дегидратация, пожилой возраст, и тяжелые истощения [29-32].

Использование КТ в качестве метода визуализации ЦНС постепенно утихает за последние несколько лет и во многом, смещается в область магнитно-резонансной томографии (МРТ). Сегодня, КТ используется в основном у пациентов с клаустрофобией или пациентов с известным противопоказанием к МРТ. Кроме того, КТ продолжает играть роль в исследовании очень больных пациентов, которые не могут быть рассмотрены безопасно внутри МРТ-сканера или у пациентов с поражением черепом, требующих высокое разрешение костной анатомии. Наконец, КТ может быть предпочтительным благодаря низкой стоимости и большей скорости. Магнитно-резонансная томография. Этот метод стал диагностическим методом выбора для обнаружения метастатических опухолей головного мозга.

Метод изображений ядра водорода, которые имеются в изобилии в тканях организма, и сдвиги различий времен релаксации T1 и T2 этих ядер в различных тканях под влиянием радиочастотных импульсов [33-36]. На преконтрастных Т1-взвешенных МРТ, метастатические опухоли головного мозга обычно изоинтенсивны к нормальному серому веществу и не видны. Опухоли с участками некроза можно увидеть на преконтрастных исследованиях в уменьшении интенсивности сигнала в некротический области (рис. 13.8).

13.8

Рис.13.8

Низкая интенсивность сигнала также присутствует в регионах перитуморального отека [37, 38]. При геморрагической опухоли интенсивности сигнала может быть изменен в зависимости от возраста кровоизлияния. В период острой фаза кровотечения, то есть, первых 24 ч, геморрагические метастазы содержит дезоксигемоглобин, который не различим на Т1-взвешенных изображения. Когда дезоксигемоглобин преобразуется в метгемоглобин, сигнал интенсивности поражения увеличивается и геморрагическая опухоль становится гиперинтенсивной благодаря парамагнитным свойствам этого продукта (рис. 13.9).

13.9

Рис.13.9

В метастазах меланомы или других меланотомических опухолях, меланин обладает похожими парамагнитные свойства и увеличивает интенсивность сигнала в этих опухолей на преконтрастных Т1-взвешенных изображениях. Независимо от характеристики сигнала опухоли, особенности масс-эффекта, как те, что описаны на КТ исследованиях одинаково хорошо видно на T1-взвешенных изображениях, но, в основном, зависят от размера и расположения опухоли. На Т2-взвешенных МР исследованиях опухолей головного мозга гиперинтенсивным относительно нормального мозга из-за увеличение T2 значения сверхгидратированности опухолевых клеток [39] (рис. 13.10).

13.10

Рис.13.10

Обычные спин-эхо (SE), fast spin echo (FSE), жидкость ослабляющая и инверсии восстановление (FLAIR) последовательности используются. Большой недостаток Т2-взвешенные методики встречаются в случае небольших опухолей, расположенных вблизи поверхности мозга, прилегающих к СМЖ пространствам. В подавляющем большинстве случаев высокая интенсивность сигнала от ЦСЖ обычно скрывает небольшие опухоли в этих областях, снижая чувствительность этого метода. Такого явления не существует с FLAIR техникой, которая представляет СМЖ с низкой интенсивностью сигнала, обеспечивая хороший контраст между опухолью и СМЖ или нормальным мозгом (рис. 13.11).

13.11

Рис.13.11

Перитуморальный отек и некроз опухоли проявляют повышенную интенсивность сигнала Т2-взвешенных изображений. Зачастую, существует очевидная разница в интенсивности сигнала между некротическими областями и солидной частью опухоли, которые еще более подчеркивают соответствующие подборы TR и TE использующиеся в Т2-взвешенных изображениях. Разность сигналов между опухолью и перитуморальным отеком, менее очевидна, четкое разделение жизнеспособной опухоли из окружающих ее тканей мозга более проблематично. Некоторые опухоли, особенно аденокарциномы, сохраняют характеристики сигнала первичной опухоли, сигнал с интенсивностью равной или ниже чем нормального серого вещества. В этих типах опухолей Т2-взвешенные изображения могут обеспечить хорошую демаркацию от опухолевой массы не только от некротических частей, но и от перитуморального отека [40] (Рис. 13.12).

13.12

Рис.13.12

Отклонения сигнала встречается при геморрагической опухолях и зависит от возраста кровоизлияния. Во время острой стадии, когда дезоксигемоглобин - доминирующий продукт деградации гемоглобина, интенсивность сигнала опухоль уменьшилась на обычных T2-взвешенных SE изображениях, но менее заметно уменьшилась на FSE изображениях. В этой стадии, T2-взвешенный градиентный эхо-метод обеспечивает лучшую возможность продемонстрировать даже мельчайшие элементы кровоизлияния в опухолевой паренхиме представляя заметным снижением сигнала из-за T2* эффекта. В следующий этап, который проводится примерно через 24-48 ч после транссудации крови, дезоксигемоглобин преобразуется до метгемоглобина от периферии к центру увеличивая интенсивность сигнала в Т2-взвешенные изображениях делая геморрагическую часть опухоли неотличимой от не геморрагической части.

В ходе финального этапа эволюции геморрагических событий, продукты крови удаляются с помощью фагоцитоза и гемосидерин, образовавшийся в ложе опухоли, производит T2* эффект, в результате чего снижается интенсивность сигнала на T2-взвешенных и градиентном эхо-изображениях. Это последнее наблюдение: как правило у успешно леченых опухолей. Похожие на КТ-, МРТ-исследования для обнаружения интракраниальных опухолей осуществляется после внутривенного введения контраста.

Гадолиний (Gd), элемент серии лантаноидов, был найден наиболее подходящим для МРТ. Этот элемент с семью периферийными электронами укорачивает T1 значение тканей, в которых она концентрируется в результате увеличения интенсивности сигнала. Разные хелатирующие соединения с ионным или неионогенным составом доступные для внутривенного введения (0,1 ммоль/кг веса тела). Контрастный агентов гадолиния проходит через нарушенный ГЭБ в интерстициальное пространство (метастатической) опухолей, отличает опухоль от соседней ткани мозга. Можно увидеть опухоли в 2 мм в диаметре (Рис. 13.13).

13.13

Рис.13.13

Таким образом, постконтрастные Т1-взвешенных МРТ-исследования представляет лучший метод на сегодняшний день для обнаружение опухолей головного мозга [37, 38, 41]. Различные исследователи стремились улучшить чувствительность МРТ в обнаружение метастатических опухолей головного мозга за счет увеличения дозы гадолиния. Ряд исследований показал, что двойная или тройная доза гадолиния улучшает результат увеличения числа выявленных метастазов в мозге.

Улучшение чувствительности обнаружения опухоли колеблется от 13 до 43%, что является важным с учетом усиления влияния этого диагноза и прогноза ведения таких пациентов [42-47]. Значение трехместной дозы гадолиния даже больше, когда сканирование выполнено на низко тесловых открытых магнитах. Акерсон и др. [48] показали, что при однократном приеме сканирование 1,5 т, контраст между поражением мозга и превосходит то, что получается на 0,3Т, но эта разница устраняется с тройной дозой. Эти результаты показывают, что тройная доза гадолиния может преодолеть сниженный контраст присущий низкотесловым магнитам [49]. Ложно-положительные результаты могут иногда встречаются при усилении периферийных корковых вен, которые имитируют опухоли. Эта проблему чаще наблюдается при двойной или тройной дозе гадолиния используется, а так же когда применяется 3D-Т1-взвешенных градиент эхо-метод вместо обычной SE. В многоплоскостном реформате МРТ можно отличить сосуды от небольших опухолей. Кроме того, постконтрастный FLAIR также предложен для улучшения демонстрации, чем постконтрастные Т1-взвешенных SE изображения в разнице повышения опухоли от поверхностных вен [50, 51].

Другая МР импульсная последовательность, доступная для улучшения диагностической эффективности у больных с подозрением на метастатическое опухоли включает технику передачи намагниченности (MT). MT импульсы применяются до инициации стандартной SE последовательности. Этот метод эффективно снижает интенсивность сигнала от нормальной паренхимы мозга. После внутривенного введения гадолиния, имеется укорочение значения T1 тканей, в которых он концентрируется и производит увеличение сигнала в этих тканях, не подверженных МТ импульсам. Конечный результат это цель добиться лучшего соотношения контраст/шум между усиленными и не усиленными тканями. Этот метод был опробован для различных поражений головного мозга в том числе метастазов и было доказано, что превосходит обычные SE T1-взвешенные методики с точки зрения чувствительности и различимости обнаруженных опухолей (Рис. 13.14).

13.14

Рис.13.14

Увеличение дозы гадолиния с использованием МТ техники не сопровождается ростом чувствительности обнаружения опухолей [52-55]. Ценность отсроченной визуализации после контраста была изучена для оценки первичных и метастатических опухолей. Эти исследования показали, что максимальные усиление опухолей головного мозга, происходит между 3,5 и 20 минутами после введения контраста. Таким образом, сканирование должны начаться через 2-5 мин после инъекции, и дальнейшее промедление сканирования не повысит чувствительность [56, 57].

Безопасность гадолиния в основе контрастных веществ рассматривалась в литературе. Опыт, накопленный в последние 20 лет показал, что МР контрастных агентов безопаснее, чем на основе йодных агентов, используемых в КТ. Определенные ограничения в использовании контраста на основе гадолиния недавно были идентифицированы. Пациенты с дополнительной почечной недостаточностью имеют высокий риск развития нефрогенного системного фиброза /нефрогенной фиброзирующей дермопатии, изнуряющие заболевания, которое в тяжелых случаях могут даже привести к смерти. Теперь рекомендуется, что пациентам с расчетной клубочковой фильтрацией меньше чем 30 мл/мин/1,73 м2 (стадия 4 и 5) не должны быть предоставлены эти агенты.

Также агенты на основе гадолиния не следует давать пациентам на диализе и со сниженной почечной функцией, которые имеют или ожидают трансплантацию печени. Европейское управление пищи и лекарств рекомендует ряд публикаций, появившихся в последние несколько лет о решении вопросов, касающихся токсичности контрастных агентов на основе гадолиния. Эти издания, оценили дополнительные факторы риска, а также относительную опасность различных коммерчески доступных МРТ контрастных агентов [58-60]. Диффузионная и перфузионная томография. Различные авторы рассмотрели значение диффузионно-взвешенных изображений (DWI) в оценке гистологического типа метастатических опухолей. Таким образом, Hayashida и др. [61] было установлено, что высокодифференцированные метастатические опухоли проявляют низкий уровень интенсивности сигнала относительно нормального серого вещества, в то время как низкодифференцированные опухоли были гиперинтенсивны на DWI (Рис. 13.15c).

13.15

Рис.13.15

Гиперинтенсивность слабо дифференцированных опухолей объясняется синергическим эффектом ограниченной диффузии и T2-просвечиванием. Наоборот, очевидно, коэффициент диффузии (ADC) оказался ниже у низкодифференцированных опухолей, чем в хорошо дифференцированных опухолях. Значения ADC обратно коррелирует с клеточностью опухоли. Таким образом, слабо дифференцированные гиперклеточные опухоли имеют более низкую интенсивность сигнала, чем малоклеточные высокодифференцированные опухоли (рис. 13.15d). Такая корреляция между клеточностью и ADC также наблюдается в глиомах и менингиомах [62].

Перфузия, была выполнена у больных с опухолями головного мозга для оценки микроциркуляции опухоли и показано, чтобы обеспечить информацию, которая является полезной в классификации первичных опухолей головного мозга или в отличии от метастатических опухолей. Динамическая восприимчивости-взвешенная перфузия наиболее часто используемый метод. В этом методе сбор данных происходит при первом прохождении гадолиния на основе болюса через капиллярное русло органа.

Прохождение гадолиния через капилляры любых тканей вызывает преходящее падение интенсивности сигнала по сравнению с базовой линией, за которым следует восстановление. Снижение интенсивности сигнала пропорциональна капиллярной плотности или объема крови в тканях. Полное восстановление сигнала происходит в мозге после первого прохождения гадолиния. В патологических тканях, если там нарушен ГЭБ, восстановления сигнала является частичным. Этот метод позволяет проводить измерения относительной церебрального объема крови (rCBV) в паренхиме опухоли и используется для оценки градации опухоли и отличия первичной опухоли от метастатической. Обе высоко васкуляризированные опухоли продемонстрировали рост rCBV (рис. 13.15e).

13.15

Рис.13.15

Таким образом, Bulakbasi и др. [63] установили, что этот метод обеспечивает высокую чувствительность (95.46%) и специфичность (91.67%) в классификации глиальных опухолей. Они также показали более высокий rCBV (т.е., капиллярную плотность) в первичных опухолях по сравнению с метастатическими и что эта разница является статистически значимой. Другие исследователи, хотя, заметили, что измерения rCBV широко варьироваться от метастатического ракового поражения мозга до различных первичных опухолей. Law и др. [64] не обнаружили статистической разницы между первичными rCBV и метастатическими опухолями, в то время как Kremer и др. [65] сообщили, что некоторые метастатические опухоли, таких как меланома или почечно-клеточная карцинома имеют больше значения rCBV, чем глиомы высокой степени злокачественности. В перитуморальном регионе, которые демонстрируют высокий уровень интенсивности сигнала на обычных Т2-взвешанных изображениях и не демонстрируют аномального повышения на постконтрастных сканах привлекает внимание многих исследователей (Рис. 13.15a, b).

Динамически восприимчиво-взвешенные сканы были использованы для измерения rCBV в этих регионах для оценки возможных различий между метастатическими и первичными опухолями головного мозга. Подобные исследования показали повышение rCBV значений в перитуморальных регионах первичных высокой степени злокачественности опухолей по сравнению с метастатическим опухолями. Это происходит потому, что первичные опухоли мозга инфильтрируют прилегающие нормальные ткани мозга на микроскопическом уровне и сопровождаются сосудистой пролиферацией как следствие и причиной увеличения объема крови. В метастазах перитуморальная гиперинтенсивность вызвана только вазогенным отеком и rCBV не увеличивается [63, 64] (рис. 13.15f).

13.15

Рис.13.15 e, f

Степень восстановления сигнала после первого прохождения гадолиния через капиллярное русло было обратно пропорционально степени нарушения ГЭБ. Чем больше ГЭБ нарушен, тем больше утечка гадолиния в интерстициальное пространство и менее восстановление сигнала. Этот показатель измеряет капиллярную проницаемость, что часто пропорционально агрессивности опухоли и может также использоваться для оценки эффективности лечения.

Таким образом, установлено, что восстановление сигнала выше в низкосортных опухолях по сравнению с глиомами высшего класса. Cha и др. [66] использовали динамическую восприимчиво-контрастно взвешенную усиленную перфузию МРТ, чтобы оценить пациентов с первичной глиомой высокого класса и метастазами опухолей. Они обнаружили, что среднее восстановление сигнала в глиобластоме в течение первого прохождения составила 80,9%, тогда как в среднем восстановления сигнала в метастазах составляло 62,5%. Был сделан вывод, что когда средний процент восстановления интенсивности сигнала в повышении контрастности поражения более чем 82% и меньше, чем 66%, прогноз GBM и единого метастаза мозга, соответственно, имел специфику 100%. Таким образом, эти данные подтверждают представление о том, что капилляры метастатических опухолей протекающие, в отличии от GBM. Гистологические исследования с помощью электронной микроскопии показали, что у метастатического рака мозга полностью отсутствует ГЭБ, а новообразованные капилляры GBM с гиперплазией эндотелия клетки окружены перицитами сохраняют некоторые аспекты ГЭБ и менее проницаемы [67].

В случае оболочечного карциноматоза, постконтрастные Т1-взвешенные и FLAIR исследования предлагают лучший метод изображений для демонстрации таких поражений. Обе структуры оболочек усиливаются. Первым является то, что опухолевое участие в мягких мозговых оболочках представляется с увеличением усиления в субарахноидальном пространстве корковых борозд, щелей и цистерн. Узловые образования могут также развиваться в субарахноидальном пространстве, которые могут вдаваться в соседнюю паренхиму мозга. Паттерн лептоменингиальной инфильтрации идентичен описанному на КТ, но интенсивность повышения и чувствительность больше, в постконтрастных МРТ (рис. 13.16 и 13.17).

Второй паттерн - повышенная толщина и усиление твердой мозговой оболочки. С внутренней пластинкой черепа гипоинтенсивной на МРТ, аномально усиленная ТМО ярко выделяется между СМЖ и костями черепа [68-71] (рис. 13.18).

13.16

Рис.13.16, 13.17, 13.18

Главный недостаток в диагностике мозгового карциноматоза по КТ или МРТ заключается в том, что изменения, описанные выше не имеют специфичности. Действительно, ненормальное повышение пиа идентиченое карциноматозу происходит при различных инфекциях, включая вирусные, бактериальные или грибковые заболевания [72]. Воспалительные процессы, такие как саркоидоз или гистиоцитоз Лангерганса также присутствуют с аномальным повышение мягких оболочек. В случае дурального участия дифференциальная диагностика еще шире.

Помимо инфекционных, либо определенных воспалительных процессов, которые уже обсуждалось, dura усиливается в ответ на воспалительные реакции, что происходит после предшествующего субарахноидального кровоизлияния. Кроме того, dura усиливается в ответ на различные неопластические или неопухолевые заболевания, которые вовлекают свод черепа. В случае метастазов или первичной опухоли свода черепа, воспалительные реакции часто развивается в ТМО даже в отсутствие её вовлечённости новообразованием. Ранее опубликованные отчеты показывают, что чувствительность контрастных МРТ является довольно низкой, поскольку положительные результаты, которые согласуются с мозговым карциноматозом выплывают только в 36-66% пациентов с положительной цитологией СМЖ.

Эти выводы не удивительны, учитывая тот факт, что только несколько злокачественных клеток в СМЖ являются достаточными для установления этого диагноза на цитологии. С другой стороны, улучшенная чувствительность цитологии СМЖ закрепляется только если произведено несколько спинальных пункций. Метастатические опухоли в эпидуральном пространстве легко диагностируются с контрастным усилением на МРТ представляя повышенные экстрааксиальные массы, которые могут сжимать рядом расположенную паренхиму мозга. Поскольку эти опухоли являются расширение метастатического поражения свода черепа, аномальное повышение эпидуральной опухоли можно проследить и в кости, где она возникла (Рис. 13.18). На сигналах с подавлением жира T2-взвешенных изображениях, массы внутрикостного компонента также могут быть видны как зоны повышения сигнала резко контрастируемые против обычно гипоинтенсивного свода черепа.

Однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ)

Опухоли головного мозга были изучены в ряду радиоактивных методов. Основная часть данных исследований направлена на оценку биологии первичной опухоли мозга, но также применяется для метастатических опухолей головного мозга. В разница между (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография использует изотопы, которые распадаются однофотонной эмиссией, а ПЭТ использует изотопы, которые распадаются с помощью позитронной эмиссией. Либо техника, радиоактивного элемента соединенного с другим комплексом для повышения специфичности [73, 74]. Технеций-99m, помеченный гексаметилпропиленом оксида азота (HMPAO) - перфузионного агента, используются для изучения регионального мозгового кровотока. Внутривенная инъекция с динамическим сбором данных показала повышенные концентрации трассера в сосудах первичных и метастатических опухолей. Статическая задержка изображения выявила стойкое патологическое накопление в опухолях с определенным соотношением между степенью поглощения и классом опухоли. Таким образом, ОФЭКТ-визуализации перфузионные агенты - это относительно не инвазивный предсказатель агрессивности опухолей. Однако трасер поглощения не всегда специфичен как для злокачественной, так и доброкачественной опухоли, менингиомы и ангиомы могут проявлять повышенную активность. Наоборот, полостные метастатические поражения с тонким ободком жизнеспособных опухолевых клеток страдают от ограниченного разрешения ОФЭКТ инструмента и могут быть фотопеничными [75, 76].

Таллий-201 - это другой однофотонный излучателя, имеющий химические свойства близкие к калию, который может пройти через клеточную мембрану. Накопление этого трассировщика в опухоли, зависит от многих факторов что включают в себя кровоток, степень нарушения ГЭБ, проницаемости клеточной мембраны, опухоли и гистологическое типа [74, 77, 78]. Ueda и др. [79] показали, что быстрого первоначальное поглощение относящееся к усилению кровотока опухоли и нарушению ГЭБ, принимая во внимание, что задержка удержания отражает большую степень злокачественности. Значение ОФЭКТ с таллием-201 оценивали по Dierckx и др. [80] в метастатических опухолях головного мозга. Они обнаружили увеличение поглощения в 11 из 14 больных с метастатическими опухолями головного мозга, но в трех из них опухоль была упущена. Поскольку большинство опухолей в этом исследовании, были большими, следует заключить, что этот метод не должен использоваться для обнаружения опухолей. Таллий-201 исследования были проведены для оценки результатов лечения и отличия лучевого некроза от остаточной или рецидивной опухоли и была отмечена хорошая корреляция с гистологией при очень низком или высоком поглощении [81, 82]. Другие исследователи используют ОФЭКТ с таллием-201 для оценки клинических исходов у пациентов с различными опухолями мозга, включая метастазы. Они обнаружили, что высокие трасеры поглощения и удерживания коррелируют с плохим прогнозом [83-86].

ОФЭКТ-визуализация была использована для изучения аминокислотного поглощение первичных и метастатических опухолей головного мозга. Йод-123 с меткой метил-тирозина (IMT) транспортируется через интактный ГЭБ, но не включается в мозговые белки. ОФЭКТ исследования с дифференцированной IMT высок из low-grade и может отличить high-grade опухоли от не опухолевых поражений [87, 88]. ОФЭКТ исследования были выполнены с технецием 99m-меченых methoxyisobutylisonitrile (МИБИ) для оценки первичных и вторичных опухолей головного мозга. Было показано, что быстрое усвоение и быстрое прохождение происходит в опухолях высокой степени злокачественности и метастатических опухолях. Также высказано предположение, что скорость прохождения обеспечивает ценную информацию, чтобы предсказать ответ опухоли на химиотерапию [89, 90].

Позитронно-эмиссионная томография: ПЭТ осуществляется с использованием изотопов, которые распадаются с позитронной эмиссией. В них наиболее часто используется изотоп фтор-18, прикрепленный к аналогам глюкозы, деоксиглюкозы, deoxyglucose (DG) [91]. ПЭТ с фтордеоксиглюкозу (ФДГ) был широко использован в первичных новообразованиях головного мозга. Эти исследования показали, что скорость утилизации глюкозы непосредственно связана с биологическим поведением этих опухолей. Таким образом, было показано, что high-grade глиомы обладают повышенной метаболической активностью, в то время как low-grade являются гипометаболическими [92].

ФДГ-ПЭТ исследования были найдены очень ценным предсказателями прогноза у больных с опухолями головного мозга, а также были использованы для оценки результатов терапии [93-96]. Однако ФДГ-ПЭТ исследования не были полезными для скрининга пациентов с подозрением на мозговые метастазы. Низкое пространственное разрешение ПЭТ по сравнению с КТ или МРТ не позволяют обнаруживать небольшие опухоли или опухоли с тонким краем жизнеспособной опухоли и края больших некротических очагов в метастазах. Кроме того, серое вещество как правило, демонстрирует высокие показатели метаболической активности на ПЭТ и гиперметаболические опухолей, расположенных в сером веществе не всегда различимы (рис. 13.19).

13.19

Рис.13.19

Также геморрагические метастатические опухоли проявляют низкую активность, поскольку подавляющее присутствие экстравазальной крови (кровоизлияния) сводит на ноль метаболизм, маскируя наличие таких опухолей. Griffeth и др. [97] оценили 31 метастатическую опухоль головного мозга с ФДГ-ПЭТ и смогли продемонстрировать только 21 из них. Кроме того, эти авторы обнаружили, что метаболическая активность в метастатических опухолях является очень изменчива и, следовательно, метод не является полезным для определение опухолевого происхождения. Lassen и др. [98] изучал пациентов с мозговыми метастазами из мелкоклеточного рака до и после лучевой терапии. Они показали, что скорость метаболизма глюкозы в области после лечения снизилась по сравнению с базовыми показателями, но изменения не были статистически значимыми. Другие исследователи показали, что, когда метаболическая деятельность в метастатических опухолях снижалась лучевой терапией медиана выживаемости была больше у пациенты с гипометаболическими опухолями [97, 99].

Углерод-11-это еще один позитронный излучатель, который был использован в ПЭТ-сканировании. Ряд углерода-11 с маркировкой аминокислот включают в себя метионин, тимидин и тирозин. В теории, такие исследования проводились для оценки ДНК и синтез белка и косвенно пролиферации клеток в первичной опухоли мозга. Эти исследования показали, повышенную активность в паренхиме опухли по сравнению с нормальным мозгом, но не было четкого различия между опухолями различной агрессивности.

Кроме того, деятельность отражает усиление утилизации аминокислот опухолевыми клетками, или же это явление обусловлено простой диффузией радиоактивного соединения в интерстициальном пространстве опухоли [100-102]. Такие исследования не были проведены у больных с метастатическим опухолями головного мозга и в этих новообразованиях, еще более сомнительны.

Кислород-15, позитронно-излучатель используется также в исследовании опухолей головного мозга. Ряд методов был разработан для измерения регионального церебрального объема крови, мозгового кровотока и скорости метаболизма кислорода. Болюсное введения радиоактивной воды (H215О) является наиболее часто используемым метод измерения мозгового кровообращения. Техникой ингаляций с помощью кислорода-15 смешанного с воздухом и вдыхание углекислого газа или следов окиси углерода, помеченных кислородом-15 используются для измерения кровотока и объема [103-105].

Опять же, основная часть этой работы включает в себя первичные опухоли мозга и множество других заболеваний ЦНС, в том числе нейродегенеративных и психических расстройства. В опухолях головного мозга, в фокусе данного исследования была оценка регионарного кровообращения до и после лечения. Сейчас полагают, что эти методы измерения объема крови и потока не играют главную роль в диагнозе опухоли, однако, если локальный кровоток опухоли уменьшается после лечения, это является благоприятным прогностическим признаком. Кроме того, такие методы могут быть использованы для изучение побочных эффектов различных видов лечения на нормальный мозг [106-108].

Магнитно-резонансной спектроскопии (MRS)

MRS метод, используемый для выявления определенных метаболитов в тканях головного мозга. Технические параметры МРС широко варьируются у исследователей, использующих различные время эхо, single voxel против multivoxel спектроскопической визуализации и сканирования в магнитах разных магнитных полей. Различные метаболиты наблюдаются в МРС представляя по-разному ткани в стадии изучения. Этот метод имеет потенциал показывая метаболические изменений до развития структурных аномалий в головном мозге [109, 110].

Протонная спектроскопия стала доминирующим метод МРС в клинической практике, хотя спектроскопические исследования фосфора и натрия также были использованы в экспериментальных исследованиях. В протонной спектроскопии, метаболиты, такие как холин, креатин, N-ацетил аспартат, липиды и лактат являются легко узнаваемыми и их концентрация может быть оценена в различных стадиях заболевания. Холин отражает мембранный синтез и оборот, креатин является важным в клеточной энергетике, и N-acetylaspartate (НАА) является нейрональным маркером. Лактат отражает анаэробного метаболизм липидов и наблюдаются в регионах разрушения клеток [111-114]. Хотя, результаты МРС у пациентов с одной и той же анатомической аномалией мозга могут изменяться и часто трудно интерпретировать некоторые наблюдения, которые были проверены и многие спектроскопические результаты показали, что у них определенное диагностическое значение.

Таким образом, ряд исследователей пытались соотнести выводы МРС с гистологическим сортом низкой степени злокачественности (low против high grade), и сообщил, чувствительность и специфичность в диапазоне от 73 до 96% и от 63 до 88%, соответственно [115, 116]. МРС в метастатическом поражении отмечаются повышенные холина/креатин отношение, низкий или отсутствие НАА, а также повышенные лактата и липидов (рис. 13.15f). Jijens и др. [117, 118] оценивали 66 больных с метастатическими опухолями головного мозга и корреляцию метаболических изменений морфологии опухоли и размера. Они обнаружили, что небольшие солидные опухоли имеют увеличение холина, более крупные опухоли с неоднородным усилением показывают повышенные липидов и даже повышение холина, а более крупные опухоли с центральным некрозом увеличение лактата и понижение холина. Другие исследователи также установили, увеличение липидов в метастатических опухолях головного мозга [119, 120].

Дискриминация между метастазами в мозг и GBM с помощью МРС была предпринята попытка различными исследователями с помощью проявления на изображениях этих опухолей. Они могут быть очень похожи на обычных МРТ методиках принимая во внимание, что усиление отличается. Результаты эти исследований показали, что различия в этих опухолях могут быть трудно обнаружить, так как NАА находится в упадке, а холин повышается в обеих случаях. Кроме того, лактат и липидный пик возвышаются в обеих, так как анаэробный гликолиз и некроз тканей является общим для обоих опухолей [112-117, 121, 122]. Opstad и др. [123] использовали одиновоксельную протонную МРС с коротким временем эхо (TE = 30 МС) и имел возможность наблюдать сигналы липидов и макромолекул (LM) двух типов: очень подвижная, представляя с очень острой и четко определенной вершиной L1 и менее подвижной, с широкими, перекрывающимися резонансами называемыми L2. Отношение L1/L2 оказалась 2.6 GBM и 3.8 в метастазах (р < 0,0001) документирование различия в метаболитах или концентрации липидов в этих группах опухолей, которые обеспечивают разделение между двумя с чувствительностью и специфичностью 80%.

МРС также может применяться для оценки метаболических нарушений в регионах, окружающих опухоли головного мозга, где обычные Т2-взвешенные МРТ показывают рост сигнала из-за перитуморального отека. Эти исследования показали, что холин/креатин коэффициент был увеличен в перитуморальной T2 гиперинтенсивной области у глиом, но не в перитуморальный области метастатических опухолей (рис. 13.15g). Известные микроскопические инфильтрации окружающих тканей при первичных опухолях головного мозга - это вероятное объяснение этого наблюдения [115, 124]. МРС был полезным в различии опухоли головного мозга от различных других очаговых поражений головного мозга, например, абсцесса, инфаркта или демиелинизации. МРС был применен у больных с опухолями головного мозга. Лечение с облучением, дифференцировать рецидив опухоли от радиационного некроза. Холин/креатин и холина/NАА коэффициенты были использованы на чувствительность и специфичность 87-89 и 83-89%, соответственно, сообщается в [125-127].

Другие исследователи указывали на то, что умеренное увеличение холина (Cho/Cr соотношение меньше 2,5) может возникают после лучевой терапии из-за гибели клеток, принимая во внимание заметное увеличение холина (Cho/Cr соотношение больше 2,5) находится в рецидивирующем заболевании, вызванное быстрым делением опухолевых клеток [128]. МРС может также использоваться в оценке различного лечения с уменьшением холина/NАА коэффициента после лечения - вестник благоприятного ответа. Наконец, Warren и др. [129] рассмотрено значение магнитно-резонансной спектроскопической визуализации в оценке биологического поведения рецидивирующей первичной опухоли мозга у детей. Они обнаружили, медиану выживаемости может быть уменьшен, если холин/НАА соотношения было больше чем 4.5 и значительно дольше, если соотношение холин/НАА было меньше, чем 4.5. Опыт, накопленный до сих пор с МРС в опухолях головного мозга, можно сделать вывод, что этот метод не подходит в качестве скрининг-теста для обнаружения опухоли. Также, в случае метастатических опухолей, он не может быть используем для идентификации возникновения первичной опухоли.

13.6 Дифференциальный диагноз

Доступные методы визуализации и, в частности, МРТ доказали высокую точность в выявлении метастатических опухолей мозга даже 2 мм в диаметре. Хотя распознавание опухоли относительно легко, специфика остается проблемой диагностики. Различные поражения головного мозга присутствуют с функциями, которые неотличимы от опухолей и метастазов. Во многих случаях пациента анамнез предоставляется важным руководством в диагностике. Первичные мозговые глиомы среди поражений головного мозга, могут имитировать метастазы, так как ненормально усиливаются на постконтрастных сканах, масс-эффект и отек в окружающем веществе мозга [130, 131].

В большинстве случаев первичные опухолей головного мозга с инфильтрацией демонстрируют плохо определенные границы в отличие от метастатических опухолей, округлых и с четкими определенными полями. В исключительных случаях, гемангиобластома, низкосортная пилоцитарная астроцитома, первичная мозговая лимфома и редко высокой степени злокачественности глиомы представляются на МРТ с достаточно хорошо определенными солидными или полостными массами и могут быть неотличимы от метастазов. Зачастую, анамнез, возраст пациента, локализация опухоли, и ряд других клинических соображений могут предоставить руководство для правильного диагноза.

Хотя стереотаксическая биопсия остается последней инстанцией в установлении диагноза солитарного метастаза в некоторых случаях редкие опухоли или инфекционные процессы могут также представлять аналогичные характеристики на постконтрастных сканах. Менингиомы, среди наиболее распространенных внутричерепных опухолей, находятся с плоской поверхностью дуральной привязанностью и выпуклую поверхностью, сжимая соседние участки мозга. Метастатические опухоли на поверхности мозга могут стать плоской фирмой свода черепа, кости или серпа и настоящей конфигурации, аналогичной для менингиом. В таких случаях поиск других меньших поражений головного мозга становится императивом в установлении правильного диагноза с метастатическими опухолями часто множественными.

Также метастатические опухоли мозга часто полостные, тогда как менингиомы редко развивают полости и, как правило, при крупных. Невриномы, происходящие из черепных нервов также могут имитировать метастазы. Эти опухоли встречаются вдоль путей черепных нервов в цистерне мосто-мозжечковом угла, параселлярном регионе и яремном отверстии. Невриномы с интенсивностью сигнала характеристиками и повышением аналогичны метастатическим опухолям. Кроме того, они производят гладкие эрозий на кости, что является характерной особенностью их доброкачественного характера.

Метастатические опухоли черепа, с другой стороны, вторгаются в прилегающую костную ткань в причиняя неровные эрозий. Иногда, пациенты с мозговым карциноматозом инфильтрируют мягкие оболочки во внутреннем слуховом канале и имитируют акустические шванномы. В этих случаях, хотя, как правило, наличие карциноматоза мозговых оболочек очевидно, в других областях внутричерепной полости, которая устанавливает правильный диагноз. Опухоли зародышевых клеток или опухоли шишковидного тела являются экстрааксиальными опухолями, могут быть ошибочно приняты за метастазирования. Расположение этих опухолей супрасселлярно или в пластинке цистерны четверохолмия и как правило, молодой возраст пациентов, дают подсказки для диагноза [132]. Метастатические опухоли редко могут развиваться в гипофизе или в стебле. Доброкачественными поражениями в этих местах, относятся аденомы гипофиза, саркоидоз, гистиоцитоз Х, и различные инфекции. Эти поражения имеют общие черты на изображениях с метастазами и в отсутствие клинических данных, отличить от них может быть очень сложно [133-135]. Первичные опухоли носоглотки, придаточных полостей, орбит и черепа могут вторгнуться в кости и могут привести к внутричерепным образованиям. Эти массы, как правило, приурочены к эпидуральному пространству или может вторгнуться в соседнюю твердой мозговой оболочки синуса. Метастатические новообразования в этих местах демонстрируют черты визуализации похожие на первичные опухоли, так и различить между двумя зачастую проблематично. В таких случаях истории болезни пациента и другие клинические и лабораторные результаты необходимы для диагностики. В случае сомнения показана процедура биопсии экстракраниальных частей опухоли обеспечивающая окончательный инструмент, чтобы проверить характер этих опухолей. Мозг может включать большое разнообразие инфекционных заболеваний (бактериальных, грибковых, протозойных, паразитарных, вирусных).

Такие поражения головного мозга имеют КТ и МРТ-характеристики похожие на опухоли, и, поскольку их лечение настолько разные, различие между ними, является необходимым. Похожие на опухоли, инфекции в мозге может присутствовать в качестве узлового или полостного усиления поражения с отеком в окружающей паренхиме мозга и масс-эффект. Опыт показал, что результат временной эволюции на КТ и МРТ являются наиболее достоверным признаком разграничения инфекционные от опухолевых поражений. В самом начале своего развития, инфекционный процесс представлена как энцефалит с плохо определенными полями, низкой плотности на КТ, ↓на Т1, и ↑ на Т2 МРТ.

Когда процесс продолжает развиваться, это сопровождается разрушением ткани, разрушается ГЭБ, и образуется полостное образование. Наоборот, метастатические опухоли начинают как сплошные поражения, которые становятся больше со временем. На поздней стадии, как инфекционное, так и метастатическое поражение продемонстрируют кольцо на постконтрастном Т1. Было указано, что полостные поражениями инфекционных процессов имеют гладкие стенки, а в полости новообразования бывают неровными. Кроме того, было замечено, что на Т2 стенки абсцесса относительно ↓ из-за присутствия парамагнитных веществ в пределах воспалительной ткани. Хотя оба эти наблюдения могут быть полезны ни один не обеспечивает безошибочный критерий для правильного диагноза, поскольку было показано, что полостные опухоли могут иметь тонкие, гладкие стены, и некоторые новообразования, например, метастатическая аденокарцинома продемонстрирует низкий уровень сигнала на Т2 [136].

Некоторых инфекционные поражения головного мозга и, в частности, гранулематозные заболевания, которые часто присутствуют с полостным или узловым усилением, остаются неизменными в течение неопределенного периода времени. В отличие от метастатических опухолей, которые показывают хорошо обозначенные границы на постконтрастных исследованиях, периферии гранулемы, как правило, менее определенными. Похожие на опухоли, гранулемы могут быть связаны с отеком соседнего вещества мозга, которые делают эти поражения более склонными к развитию судорог. В давних гранулемах, кальцификаты могут быть найдены на КТ, но, как правило, пропущенные на МРТ. Поскольку этот вывод представляет серьезную особенность гранулематозного характера поражения, КТ-исследование головного мозга важно каждый раз, когда гранулема рассматривается как возможный диагноз очаговых поражений на МРТ сканах [137, 138].

Хотя следует отметить, что некоторые злокачественные новообразования могут также отвердевть при метастазирования в различные органы, включая мозг. Это наиболее часто отмечается в остеосаркомах. Поскольку существует значительное совпадение проявлений на изображениях новообразований и инфекционных процессов, различные исследователи искали другие методы установления диагноза, например, биопсию. ПЭТ и ОФЭКТ исследования показали, что в подавляющем большинстве случаев, неопластические поражения наблюдается повышенной концентрацией РФП, где инфекционные заболевания это, как правило, фотопеничны. Кроме того, МРС исследования могут быть использованы для подтверждения диагноза метастазов, если, поражение под вопросом и в нём существует повышенный холина или липиды. Когда мозговых оболочки задействованы новообразованием или инфекцией различить их проблематично.

В обоих случаях мозговые оболочки аномально утолщены и интенсивно усиливаются. Пораженные мозговые оболочки в любой из этих двух случаев могут сопровождается вовлечением эпендимарной подкладки желудочковой стенки. Иногда, узловые образования из оболочек или из желудочковой стенки вдаются в прилегающую паренхиму мозга. Такой поиск сильно наводит на мысль о новообразованиях хотя саркоидоз и другие гранулематозные заболевания могут также иметь подобные изменения. Перекрывающиеся сходства изображений, их потенциальное сосуществования - сигнал для анализа СМЖ с целью окончательного диагноза. Сосудистая окклюзия заболеваний артерий мозга ведущих к инфарктам и спонтанным внутримозговым кровоизлияниям в настоящее время имеет диагностическую дилемма.

Подобные мероприятия имеют довольно резкое часто коварное начала и в истории этих пациентов, можно найти сосудистые факторы риска. С точки зрения изображения в период острой фазы мозгового ишемического инфаркта, отмечается умение кровоснабжения территории окклюзированного сосуда, что может быть продемонстрировано с помощью ПЭТ, ОФЭКТ или МРТ. Диффузионно-взвешенная МРТ-исследование демонстрирует ограниченная диффузия в инфарктной зоне что, как правило, меньше, чем дефект перфузии.

Как перфузия так и диффузии выявляются нарушения в отсутствие каких-либо нарушений на обычных T1 и Т2-взвешенные методики или на КТ. В течение нескольких часов, отек будет развиваться в инфарктной зоне, степень которой зависит от размера окклюзированного сосуда. Отек лучше всего оценивается на FLAIR в сопровождении масс-эффекта, которые могут быть очень тонкими. Ненормальное усиление возникает в течение дней после заболевания, когда неоваскуляризация развивается с нарушенным ГЭБ [139-142]. Во время заживления, отек и ненормальное усиление постепенно исчезает.

В последней стадии исцеления будет формироваться глиозный рубец в инфарктной зоне характеризуется полным отсутствием усиления и потерей мозгового мантии, производя признаки очаговой атрофии. Эта последовательность событий, не встречается в злокачественных опухолях головного мозга, которые продемонстрировали рост перфузии из-за выдающегося усилению кровотока и переменной диффузии в зависимости от клеточности с наиболее клеточными опухолями, имеющими ограниченную диффузию [118]. Кроме того, наблюдается существенное различие между усилением инфаркта, которое является гетерогенным и имеет криволинейный или гиральный узор, и опухолью, которая имеет узловой и ограниченный паттерн усиления.

Наконец, аномальное повышение метастатического рака мозга наблюдается в начале неврологические дефицита. Спонтанное кровоизлияние в мозг, не могут быть просто отличимо от геморрагической метастатической опухоли. Оба поражения могут присутствовать с резким неврологическим дефицитом, внезапным началом и показывать аналогичные черты визуализации как на КТ, так и МРТ. В таких случаях следует отметить, что есть пристрастие спонтанных гематом к базальным ганглиям, в то время как большинство метастатических опухолей происходят в кортико-медуллярной области.

Кроме анатомического рассмотрения, постконтрастные исследования могут выявить аномальное усиление в не геморрагическом участке поражения соответствующее новообразованию а не кровотечению. Определенной подсказкой для правильного диагноза также может быть предоставлена в постконтрастном сканировании на наличие еще одного, но негеморрагического усиления поражения в различные области мозга. Наконец, естественная история двух типов геморрагического поражения, видна, по-другому, поскольку каждый в конечном счете устраняется оставляя за собой глиозный шрам или порэнцефалическую кисту и другие неустанно прогрессирующие с времени.

Сосудистые аномалии мозга только редко имитируют метастатические опухоли. Наиболее распространенные диагностические дилеммы происходят в кавернозных гемангиомох, которые представляются как маленькие, закругленные, объемные образования и аномальные усиленные на постконтрастном КТ и МРТ-исследования. Эти врожденные сосудистые поражения появляются слегка ↑ на преконтрастном КТ и ↓ на преконтрастном Т1. Наиболее характерный внешний вид гемангиомы показан на T2-взвешенных изображениях, где они обычно демонстрируют сигнал смешанной интенсивности, вызванный бассейном застойной крови в кавернозном компоненте поражения и отложением гемосидерина, продуктом деградации гемоглобина. Также, характерной чертой кавернозных гемангиомы - это отсутствие масс-эффекта и отсутствие отека в окружающем мозге (рис. 13.20).

13.20

Рис.13.20

Артериовенозная мальформация (АВМ) является другой врожденным сосудистым поражением мозга, которая имеет меньше шансов быть ошибочно принятой за опухоль. Эти аномалии сосудов состоят из очагов с множественными расширеными и извилистыми ненормальными сосудами, посредством которых происходит быстрый приток крови из-за аномального артериовенозного шунтирования. На преконтрастном КТ артериовенозные мальформации кажутся слегка сверхплотный относительно нормального мозга и на постконтрастных изображениях они повышаются интенсивно. Быстрый поток крови через расширенные сосуды АВМ производит сигнал пустот в обеих T1 и T2-взвешенных МРТ исследований, представляющих кардинальную характеристику мальформации. Поскольку структуре потока в мальформации неровная, районы сравнительно медленного потока покажут рост усиления на постконтрастном МРТ, а в районах с более быстрым поступлением сигнала преобладает пустота. Аналогично кавернозным гемангиомам и неосложненным мальформациям они не имеют масс-эффекта или отека. В случае кровоизлияния развиваться масс-эффект и отек и гематома частично скрывает эти поражения. В целом, черты изображения описанные выше настолько характерны, что отличие мальформации от новообразования - может достигается довольно легко, по КТ или МРТ.

Гигантские церебральные аневризмы, сосудистые пространства, занимающие поражения, которые, как правило, не признаются ошибочно опухолями. Эти поражения, аналогичны мальформации, производят сигнал пустоты на МРТ и показывают немножко сверхплотный на в преконтрастном КТ. В отличие от мальформации, гигантские аневризмы хорошо, ограниченны стенками одной полости, которые часто, частично заполненны свернувшейся кровью. На стенке аневризма может быть отложение кальция представленое лучше на КТ в качестве криволинейной плотности. Явление завихрения потока, частично тромбированных аневризм и связь этого поражения с родительской мозговой артерией обеспечивает достаточно диагностических признаков, довольно легко отличающих это поражение от метастазов [143].

Рассеянный склероз (РС) является еще одной аномалией мозга, которые могут иногда имитировать метастатический рак мозга. Начала в младшем возрасте и женский перевес найден у пациентов с РС может дать начальные диагностические ключи. На МРТ и КТ исследованиях, нового РС поражения либо с кольцевым или солидным повышением очень похожи на метастазы опухоли. Главная диагностические функция, которая помогает наблюдателям в правильном диагноз тот факт, что Т2-взвешенные сканы показывают многие большие бляшки, чем усиление активных очагов показано на постконтрастных Т1-взвешенных исследованиях. Это является отличительной особенностью РС не найденной в метастатических опухолях головного мозга. Кроме того, большинство РС поражений распределено в перивентрикулярной зоне, а не подкорковом белом веществе (рис. 13.21).

13.21

Рис.13.21

13.7 Роль визуализации в посттерапевтический период

В посттерапевтический период, воображение играет важную роль для оценки результатов терапии и выявления осложнений. Основной фокус внимания в течение этот периода является изменение размера метастатических поражений до и после лечения. Для этой цели, на постконтрастных КТ или МРТ-исследованиях, измеряется два крупных перпендикулярных диаметра обрабатываемой опухоли или методика сегментации применяется для оценки объема опухоли. Для опухолей, обработанных обычной хирургической операцией или радиохирургией, важно, чтобы изображения исследования полученные в непосредственной посттерапевтический период, чтобы служили базой. Это особенно важно для хирургического лечения опухолей с ненормальным развитием опухоли, обнаруженные в пределах 24 ч после операции, как правило, подразумевает остаточную опухоль. В несколько дней или недель после резекции грануляционная ткань развивается в хирургической зоне, что усиливается на постконтрастных исследованиях и не будет отличаться от рецидивной опухоли с помощью КТ или МРТ.

У больных, чья резекция была завершена, грануляционная ткань будет постепенно спадать, и эффект будет исчезать, в то время как у пациентов с остаточной опухолью, патологическое повышение будет увеличиваться с течением времени. У больных с солитарными метастатическими опухолями головного мозга не доступными хирургической резекции, радиохирургия остается альтернативным вариантом. Результаты данного вида лечения не сразу бросается в глаза. В самом деле, если бы постконтрастные МРТ выполнялись в течении первых 2 месяцев после радиохирургии, площадь усиления могла быть увеличена по сравнению с предварительным исследованием. Это наблюдение хорошо признается и оно не должно быть истолковано как свидетельство прогрессирования заболевания, поскольку возникает именно из-за воспалительных реакций или некроза облучаемых тканей. В конце концов, пациенты с благоприятным лечением будут демонстрировать уменьшение или полное исчезновение ненормального усиления. При оценки ответа на лечение полостных опухолей после лучевой терапии не достаточно продемонстрации уменьшения толщины усиливающегося кольца. Общая площадь обработанной опухоли также должна стать меньше для точной документации успеха лечения.

Увеличение размера полости представляет особенность прогрессирования заболевания даже если толщина повышения кольца меньше, или без изменений. В метастатических опухолях, получавших облучение, дистрофическая кальцификация часто развиваются на месте опухоли - знак хорошего ответа на терапию. Этот вывод может быть оценивая только на КТ. Радиационный некроз является хорошо известным осложнением в лечение опухолей головного мозга. В таких случаях исследование изображения на КТ или МРТ продемонстрирует расширение площади аномального усиления и больший масс-эффект, как особенность опухолевой прогрессии. ПЭТ с ФДГ может помочь в решении диагностической дилеммы. Если сомнительная зона появится гиперметаболизмом на ФДГ-ПЭТ - это наиболее вероятный диагноз рецидивной опухоли. Если это гипометаболическая зона, то радиационный некроз в одиночку или некроз с присутствием молчащей опухоли. В отсутствии повышенной метаболической активности нельзя полностью исключить остаточную опухоль [144, 145].

Изображения мозга, полученных после лечения внутричерепных опухолей часто демонстрируют изменения в паренхиме мозга далекие от ложа опухоли. Пациенты, получающие облучение целого мозга для внутричерепных новообразований есть риск развития аномалий белого вещества. Дети и пациенты пожилого возраста более уязвимы к такому осложнению - детям из-за травмы незрелого белого вещества, и пожилые людей, потому что ранее существовал сосудистый атеросклероз еще отягощающий лечение.

Химиотерапия, особенно когда вводят интратекально или интравентрикулярно, может повреждать белое вещество и вызвать симптомы нарушения со стороны ЦНС. Комбинированный эффект краниального облучения и химиотерапии, повышает заболеваемость и тяжесть этих осложнений. МРТ с использованием Т2 или FLAIR обеспечивает наиболее чувствительных метод в демонстрации этих поражений. Они появляются как несколько очаговых зон повышенного сигнала, что в конечном итоге становится сливающимися и расширяющимися в крупные регионы белого вещества. Сейчас полагают, что эти нарушения в ранней стадии представляют отек или острую, частичную демиелинизацию, которая может быть временной, если обнаруживается в начале и прекращается.

Часто аномалии белого вещества становятся постоянными районами лейкомаляции с необратимой потерей миелина и накладывающимся глиозом. Мозговое облучение и химиотерапия также может привести к диффузной атрофии мозга проявляющееся расширением корковых борозд и желудочковым расширением.

Лейкомаляция и атрофия головного мозга, отдельно или в комбинации, как правило, ассоциируются с психическим снижением, которое клинически очевидно или, в мягкой форме, может быть диагностирована только с психометрическим тестированием. МРС было предложено представить дополнительную информацию для выявления метаболических изменений в белом веществе после таких обработок [146]. Еще непонятно является ли данная методология полезной в профилактике, раннего выявления, управления или это лечение, связанных с аномалиями.

Сосудистые осложнения могут возникать во время или облучения или химиотерапии. Во время периода индукции, у пациентов, получавших системную химиотерапию пройти через состояние гиперкоагуляции и может развиться внутрисосудистый тромбоз, что сказывается, прежде всего на венозной стороне циркуляции. Это ведет к развитию очагового отека серого и белого вещества и неврологических осложнений, которые включают судороги, корковую слепоту, путаницу, или двигательные расстройства. В других случаях, химиотерапевтических препараты и циклоспорин были обвиняемы в потере ауторегуляции церебральной микроциркуляции, что приводит к отеку головного мозга, сопровождается различными клиническими проявления, которые имитируют пациенты с эклампсией.

Наличие отеков лучше всего оценивается на T2-взвешенных и FLAIR технике, ненормальное повышение - это характеристика этих поражений. Как по клиническим, так и визуализации аномалии были обратимыми, хотя шансы на полное выздоровление обратно пропорциональна их длительности. Васкулопатии другое осложнение, которое может быть от облучения целого мозга, повреждает стенки маленьких кровеносных сосудов эндотелиальные клетки которых наиболее уязвимые. Этот вид травмы может быть диагностирован на Т2-взвешенных МРТ-сканах показывая, разбросанные гипоинтенсивные очаги в паренхиме мозга, вследствие отложения гемосидерина от среднего до микроскопического кровоизлияния. В редких случаях поврежденные сосуды могут на самом деле разрорваться с формированием гематомы.

Васкулопатии может также проявляться после заживления острой пострадиационной сосудистой травмы, чрезмерным отложение кальция в стенки поврежденных сосудов. Эта патология затрагивает преимущественно небольшие сосуды в базальных ганглиях и corticomedullary развязки и лучше всего оценили по преконтрастным КТ.

В заключение, несколько методов визуализации являются для оценки внутричерепного метастатического поражения. Опыт показал, что постконтрастные Т1-взвешенных МРТ методы являются наиболее подходящим методом для установки такого диагноза. Эта техника в сочетании с FLAIR и Т2-взвешенные методики обеспечивают точную информацию, необходимую в управлении этими пациентами как и размеры, местоположение и количество таких поражений. Другие исследования визуализации, таких как КТ, ПЭТ, МРС и ОФЭКТ также доступны. Эти методы подходят только для решения конкретных проблем, связанных с мозговыми метастазами и оценки ответа на лечение или возможно осложнений лечения.



Источник информации: "Pediatric Neuroradiology. Brain. Head, Neck and Spine" Автор: Tortori-Donati, Paolo, Rossi, Andrea

Перевод выполнил - врач-рентгенолог, к.м.н. Власов Евгений Александрович, представленные рисунки - диагностические сканы мозга, взяты из той же книги "Pediatric Neuroradiology. Brain. Head, Neck and Spine" со ссылкой на первоисточник.

Полная или частичная перепечатка данной статьи, разрешается при установке активной гиперссылки на первоисточник

Похожие статьи



The following examinations link to this page:
1852
  1851
  1802
  1776
  1611
  801
  1128
  978
  582
  492
  239
  348
  232
  582
  476