Підвищення діагностичної інформативності стереотаксичної біопсії шляхом застосування технології суміщення мультимодальних зображень при вогнищевих ураженнях головного мозку - Статья

1 Центр загальної нейрохірургії, Клінічна лікарня «Феофанія», Київ, Україна 1 Відділення внутрішньомозкових пухлин, Інститут нейрохірургії ім. акад. Ромоданова НАМН України, Київ, Україна Ромоданова НАМН України, Київ, Україна Ромоданова НАМН України, Київ, УкраїнаВ дослідження включені 339 хворих з вогнищевим ураженням головного мозку.СТЕРЕОТАКСИЧНІВТРУЧАННЯПРОВОДИЛИЗВИКОРИСТАННЯМСТЕРЕОТАКСИЧНОЇСИСТЕМИCRWRADIONICS з програмним забезпеченням STEREOFUSION, STEREOPLAN (Radionics) для розрахунку координат. У 282 (83,2) хворих (група А) здійснене зіставлення зображень МРТ - МСКТ, у 57 (16,8%) хворих (група Б) - зіставлення мультимодальних зображень (емісійна компютерна томографія, МР-спектроскопія та МСКТ-перфузія). Оптимальний діагностичний алгоритм хворих до операції має включати стандартні МСКТ і МРТ з контрастним підсиленням, МР-спектроскопію, емісійнутомографію таперфузійнукомпютерну томографію. Застосування мультимодальної технології сприяло підвищенню діагностичної інформативності СТБ за вогнищевого ураження головного мозку.Це в основному повязане з різноманітністю променевої семіотики і складністю однозначної інтерпретації даних МРТ та МСКТ, які відображають переважно сформовані патологічні зміниструктуритканин.Застосуванняметодівядерної медицини,зокрема,ОФЕКТ,ПЕТ,МР-спектроскопіїдає можливість оцінити на клітинному рівні метаболічні процесиузміненійпатологічнимичинникамитканині. Суміщення мультимодальних зображень, отриманих за допомогою радіологічних методів,дозволяєвиявлятиструктурні(MPT,МСКТ)та функціональні(ОФЕКТ,ПЕТ)зміни.Ціметодиуспішно використовують для визначення локалізації вогнища ураження, зокрема, при виконанні стереотаксичних втручань у пацієнтів з приводу пухлинних і деяких непухлинних захворювань головного мозку [1, 2]. Для реалізації мети вирішували такі завдання: розробити методику суміщення мультимодальних ЗОБРАЖЕНЬЗВИКОРИСТАННЯМДАНИХМРТ,МСКТ,ОФЕКТ, ПЕТ; оцінити діагностичне значення перфузійної компютерної томографії та МР-спектроскопії; порівняти ефективність стандартних та додаткових нейровізуалізуючих методів; визначити точність різних модифікаційсуміщеннямультимодальнихзображень; встановити діагностичну ефективність додаткових діагностичних методів (перфузійної компютерної томографії, МР-спектроскопії); провести статистичний аналізінформативностізапропонованогометодувдо-операційнійдіагностицівнутрішньомозковихобємних уражень головного мозку. Результатитаїхобговорення.Передоперацій-НЕПЛАНУВАННЯСТБПУХЛИННИХТАНЕПУХЛИННИХВОГНИ-щевих уражень головного мозку проводили шляхом накладання (суміщення) МСКТ та МРТ зображень для максимальної інформативності У 282 (83,2%) хворих зіставляли МРТ та МСКТ зображення (група А), у 81 з них - розрахунки проводили лише за даними МСКТ. Таким чином, у 57 (16,8%) спостереженнях СТБ проведена з використанням додаткових нейровізуалізуючих методів, що включали емісійну компютерну томографію головного мозку, МР-спектроскопію та МСКТ-перфузію (група Б).

1. Validation of a method for automatic image fusion (Brain-LAB System) of CT data and (ll) C-methionine-PET data for stereotactic radiotherapy using a LINAC: First clinical experience / A.L. Grosu, R. Lachner, N. Wiedenmann, S. Star, R. Thamm, P. Kneschaurek, M. Schwaige, M. Molls, W.A. Weber // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. — 2003. — V.56, N5. — P.1450-1463.

2.Clinicalapplicationsofregistrationandfusionofmultimodality brain images from PET, SPECT, CT, and MRI / U. Pietrzyk, K. Herholz, A. Schuster, H.M. von Stockhause, H. LUCHTH, W.D. Heiss // Eur. J. Radiol. — 1996. — V.21, N3. — P.174-182.

3. A Review of Multivariate Methods for Multimodal Fusion of Brain Imaging Data / J. Sui, T. Adali, Q. Yu, V.D. Calhoun // J. Neurosci. Methods. — 2012. — V.204, N1. — P.68-81.

4. Medical image registration / D.L.G. Hil, P.G. Batchelor, M. Holden, D.J. Hawkes // Phys. Med. Biol. — 2001. — V.46. — P.1-45.

5. Розуменко В.Д. Применение мультимодальной нейронавигации в хирургии опухолей головного мозга / В.Д.Розуменко,А.В.Розуменко// Укр.нейрохірург.журн. — 2010. — №4. — С.51-57.

6. Клінічні протоколи надання медичної допомоги за спеціальностями «нейрохірургія» та «дитяча нейрохірургія» // Укр. нейрохірург. журн. — 2008. — №3. — С.115-117.

7. Clinical MR spectroscopy: Techniques and applications / P.B. Barker, A. Bizzi, N. De Stafano, R.P. Gullapalli, D.D.M. Lin. — Cambridge: Univ. Press, 2010. — 274 p.

8. Horska A. Imaging of brain tumors: MR spectroscopy and metabolic imaging / A. Horska, P.B. Barker // Neuroimag. Clin. N. Am. — 2010. — V.20. — P.293-310.

9. Jain R. Perfusion CT imaging of brain tumors: an overview / R. Jain // Am. J. Neuroradiol. — 2011. — V.32, N9. — P.1570-1577.

10. Мінцер О.П. Оброблення клінічних і експериментальних даних у медицині: навч. посібник / О.П. Мінцер, Ю.В. Вороненко, В.В. Власов. — К.: Вища шк., 2003. — 350 с.

ISSN 1810-3154. Український нейрохірургічний журнал, 2014, №4

Зинкевич Я.П.1, Розуменко В.Д., Чувашова О.Ю.3, Малышева Т.А.4, Розуменко А.В.2 , Макеев С.С.5, Цымбалюк В.И.6

1 Центр общей нейрохирургии, Клиническая больница «Феофания», Киев, Украина

2 Отделение внутримозговых опухолей, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина 3 Отделение нейрорадиологии и радионейрохирургии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина

4 Отдел нейропатоморфологии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина

5 Отделениерадионуклиднойдиагностики,Институтнейрохирургииим.акад.А.П.РОМОДАНОВАНАМНУКРАИНЫ,Киев,Украина 6 Отделение восстановительной нейрохирургии, Институт нейрохирургии им. акад. А.П. Ромоданова НАМН Украины, Киев, Украина

Повышение диагностической информативности стереотаксической биопсии путем применения технологии совмещения мультимодальных изображений при очаговых поражениях головного мозга

Цель.Разработкаиклиническаяапробацияэффективнойтехнологиисовмещениямультимодальных изображенийииспользованиядополнительныхметодовнейровизуализациивцеляхдифференциальной диагностики, расчета координат и траектории стереотаксической биопсии (СТБ), вычисления оптимального «таргетного» участка очага, повышение диагностической информативности СТБ.

Материалы и методы. В исследование включены 339 больных с очаговым поражением головного мозга. Стереотаксические вмешательства проводили с использованием стереотаксической системы CRWRADIONICSСПРОГРАММНЫМОБЕСПЕЧЕНИЕМSTEREOFUSION,STEREOPLAN(Radionics)длярасчетакоординат. Статистический анализ полученных данных проведен с использованием непараметрических методов.

Результаты. Планирование СТБ до операции проводили путем наложения (совмещения) МСКТ- и МРТ-изображений для максимальной информативности диагностики. МРТ - МСКТ сопоставление изображений использовано у 282 (83,2%) больных (группа А), сопоставление мультимодальных изображений (эмиссионная компьютерная томография, МР-спектроскопия и МСКТ-перфузия) — у 57 (16,8%) (группа Б).

Выводы. Оптимальный диагностический алгоритм должен включать стандартные МСКТ и МРТ методы с контрастным усилением, МР-спектроскопию, эмиссионную томографию и перфузионную компьютерную томографию.

Применение мультимодальной технологии способствовало повышению диагностической информативности СТБ при очаговых поражениях головного мозга.

Ключевые слова: очаговое поражение головного мозга, диагностика, мультимодальный подход, стереотаксическая биопсия, МР-спектроскопия, перфузионная компьютерная томография, ОФЭКТ.

Укр. нейрохірург. журн. — 2014. — №4. — С. 71-77.

Поступила в редакцию 17.08.14. Принята к публикации 19.09.14

Адрес для переписки: Зинкевич Ярослав Павлович, Центр общей нейрохирургии, Клиническая больница «Феофания», ул. Академика Заболотного, 21, Киев, Украина, 03680, e-mail: fidelioz@ukr.net

Zinkevych Ya.P.1, Rozumenko V.D., Chuvashova O.Yu.3, Malysheva T.A.4, Rozumenko A.V., Makeyev S.S.5, Tsimbaliuk V.I.6

1 Centre of General Neurosurgery, Clinical Hospital «Feofaniya», Kyiv, Ukraine

2 DEPARTMENTOFINTRACEREBRALTUMORS,INSTITUTEOFNEUROSURGERYNAMEDAFTERACAD.A.P.Romodanov,NAMSOFUKRAINE,Kyiv,Ukraine 3 Department of Neuroradiology and Radioneurosurgery, Institute of Neurosurgery named after acad. A.P. Romodanov, NAMS of Ukraine, Kyiv, Ukraine

4 DEPARTMENTOFNEUROPATHOMORPHOLOGY,INSTITUTEOFNEUROSURGERYNAMEDAFTERACAD.A.P.Romodanov,NAMSOFUKRAINE,Kyiv,Ukraine 5 Nuclear Medicine Department, Institute of Neurosurgery named after acad. A.P. Romodanov, NAMS of Ukraine, Kyiv, Ukraine 6 DEPARTMENTOFRESTORATIVENEUROSURGERY,INSTITUTEOFNEUROSURGERYNAMEDAFTERACAD.A.P.Romodanov,NAMSOFUKRAINE,Kyiv,Ukraine

Improving diagnostic informative of stereotactic biopsy through technology of combining multimodal imaging at focal brain lesions

Purpose.Developingandclinicaltestingofeffectivetechnologyofmultimodalimagescombininganduseof additionalneuroimagingmethodsfordifferentiateddiagnostics,coordinatesdeterminationandtrajectories for stereotactic biopsy (STB), optimal target zone, STB diagnostic informative increasing.

Materials and methods. 339 patients with focal brain lesions were included in our study. Stereotactic INTERVENTIONWASPERFORMEDUSINGSTEREOTACTICSYSTEMCRWRADIONICSWITHSOFTWARESTEREOFUSION,STEREOPLAN (Radionics) for coordinates calculation. Statistical analysis of the data was performed using nonparametric methods.

Results. STB planning before operation was done by MSCT and MRI fusion for maximum information content of diagnostics. MRI and MSCT images fusion was done in 282 (83.2%) cases (group A), multimodal images comparison (emission computed tomography, MRI-spectroscopy and MSCT-perfusion) — in 57 (16.8%) patients (group B).

Conclusions. Optimal diagnostic algorithm should include standard MSCT and MRI with contrast enhancement, MR-spectroscopy, emission tomography and computed tomography perfusion. Multimodal technology improved STB diagnostic informative at focal brain lesion.

Key words: focal brain lesions, diagnostic, multimodal approach, stereotactic biopsy, MR-spectroscopy, perfusion computed tomography, SPECT.

Ukr Neyrokhir Zh. 2014; 4: 71-7.

Received, August 17, 2014. Accepted, September 19, 2014.

Address for correspondence: Yaroslav Zinkevych, Center of Neurosurgery, Clinical Hospital «Feofaniya», Zabolotnogo St., 21, Kiev, Ukraine, 03680, e-mail: fidelioz@ukr.net