✓ Cavernous malformations are congenital abnormalities of the cerebral vessels that affect 0.5% to 0.7% of the population. They occur in two forms: a sporadic form characterized by isolated lesions, and a familial form characterized by multiple lesions with an autosomal dominant mode of inheritance. The management of patients with cavernous malformations, particularly those with the familial form of the disease, remains a challenge because little is known regarding the natural history. The authors report the results of an ongoing study in which six families afflicted by familial cavernous malformations have been prospectively followed with serial interviews, physical examinations, and magnetic resonance (MR) imaging at 6- to 12-month intervals. A total of 59 members of these six families were screened for protocol enrollment; 31 (53%) had MR evidence of familial cavernous malformations. Nineteen (61%) of these 31 patients were symptomatic, with seizures in 12 (39%), recurrent headaches in 16 (52%), focal sensory/motor deficits in three (10%), and visual field deficits in two (6%). Twenty-one of these 31 patients underwent at least two serial clinical and MR imaging examinations. A total of 128 individual cavernous malformations (mean 6.5 ± 3.8 lesions/patient) were identified and followed radiographically. During a mean follow-up period of 2.2 years (range 1 to 5.5 years), serial MR images demonstrated 17 new lesions in six (29%) of the 21 patients; 13 lesions (10%) showed changes in signal characteristics, and five lesions (3.9%) changed significantly in size. The incidence of symptomatic hemorrhage was 1.1% per lesion per year. The results of this study demonstrate that the familial form of cavernous malformations is a dynamic disease; serial MR images revealed changes in the number, size, and imaging characteristics of lesions consistent with acute or resolving hemorrhage. It is believed that the de novo development of new lesions in this disease has not been previously reported. These findings suggest that patients with familial cavernous malformations require careful follow-up monitoring, and that significant changes in neurological symptoms warrant repeat MR imaging. Surgery should be considered only for lesions that produce repetitive or progressive symptoms. Prophylactic resection of asymptomatic lesions does not appear to be indicated.

Oncogenic TACC-tics Human cancers exhibit many types of genomic rearrangements—including some that juxtapose sequences from two unrelated genes—thereby creating fusion proteins with oncogenic activity. Functional analysis of these fusion genes can provide mechanistic insights into tumorigenesis and potentially lead to effective drugs, as famously illustrated by the BCR-ABL gene in chronic myelogenous leukemia. Singh et al. (p. 1231 , published online 26 July) identify and characterize a fusion gene present in 3% of human glioblastomas, a deadly brain cancer. In the resultant fusion protein, the tyrosine kinase region of the fibroblast growth factor receptor (FGFR) is joined to a domain from a transforming acidic coiled-coil (TACC) protein. The TACC-FGFR protein is oncogenic, shows unregulated kinase activity, localizes to the mitotic spindle, and disrupts chromosome segregation. In mice, FGFR inhibitors slowed the growth of tumors driven by the TACC-FGFR gene, suggesting that a subset of glioblastoma patients may benefit from these types of drugs.

PURPOSE: To evaluate the role of T2*-weighted echo-planar perfusion imaging by using a first-pass gadopentetate dimeglumine technique to determine the association of magnetic resonance (MR) imaging–derived cerebral blood volume (CBV) maps with histopathologic grading of astrocytomas and to improve the accuracy of targeting of stereotactic biopsy. MATERIALS AND METHODS: MR imaging was performed in 29 patients by using a first-pass gadopentetate dimeglumine T2*-weighted echo-planar perfusion sequence followed by conventional imaging. The perfusion data were processed to obtain a color map of relative regional CBV. This information formed the basis for targeting the stereotactic biopsy. Relative CBV values were computed with a nondiffusible tracer model. The relative CBV of lesions was expressed as a percentage of the relative CBV of normal white matter. The maximum relative CBV of each lesion was correlated with the histopathologic grading of astrocytomas obtained from samples from stereotactic biopsy or volumetric resection. RESULTS: The maximum relative CBV in high-grade astrocytomas (n = 26) varied from 1.73 to 13.7, with a mean of 5.07 ± 2.79 (± SD), and in the low-grade cohort (n = 3) varied from 0.92 to 2.19, with a mean of 1.44 ± 0.68. This difference in relative CBV was statistically significant (P < .001; Student t test). CONCLUSION: Echo-planar perfusion imaging is useful in the preoperative assessment of tumor grade and in providing diagnostic information not available with conventional MR imaging. The areas of perfusion abnormality are invaluable in the precise targeting of the stereotactic biopsy.

Purpose: To retrospectively determine whether relative cerebral blood volume (CBV) measurements can be used to predict clinical outcome in patients with high-grade gliomas (HGGs) and low-grade gliomas (LGGs) and specifically whether patients who have gliomas with a high initial relative CBV have more rapid progression than those who have gliomas with a low relative CBV. Materials and Methods: Approval for this retrospective HIPAA-compliant study was obtained from the Institutional Board of Research Associates, with waiver of informed consent. One hundred eighty-nine patients (122 male and 67 female patients; median age, 43 years; range, 4–80 years) were examined with dynamic susceptibility-weighted contrast material–enhanced perfusion magnetic resonance (MR) imaging and were followed up clinically with MR imaging (median follow-up, 334 days). Log-rank tests were used to evaluate the association between relative CBV and time to progression by using Kaplan-Meier curves. Binary logistic regression was used to determine whether age, sex, and relative CBV were associated with an adverse event (progressive disease or death). Results: Values for the mean relative CBV for patients according to each clinical response were as follows: 1.41 ± 0.13 (standard deviation) for complete response (n = 4), 2.36 ± 1.78 for stable disease (n = 41), 4.84 ± 3.32 for progressive disease (n = 130), and 3.82 ± 1.93 for death (n = 14). Kaplan-Meier estimates of median time to progression in days indicated that patients with a relative CBV of less than 1.75 had a median time to progression of 3585 days, whereas patients with a relative CBV of more than 1.75 had a time to progression of 265 days. Age and relative CBV were also independent predictors for clinical outcome. Conclusion: Dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced perfusion MR imaging can be used to predict median time to progression in patients with gliomas, independent of pathologic findings. Patients who have HGGs and LGGs with a high relative CBV (>1.75) have a significantly more rapid time to progression than do patients who have gliomas with a low relative CBV. © RSNA, 2008

✓ The viewing wand is a frameless stereotactic arm that can be used in conjunction with computerized tomography (CT) or magnetic resonance (MR) imaging to provide image-based intraoperative navigation. The authors report a series of 325 cases in which the viewing wand was used and evaluated for its utility, ease of integration into the standard surgical setup, reliability, and real-world accuracy. The use of the system was associated with minimal additional effort or time spent in setting up the procedure as long as a trained technician performed the data transfer and reconstruction. The viewing wand was used in 165 cases in conjunction with CT and 145 cases with MR imaging. The system was reliable, achieving a useful registration in 310 of 325 cases (95.4%). Fiducial-based registration was more accurate than an anatomical landmark—surface fit algorithm method of registration (mean 2.8 vs. 5.6 mm error, respectively, for CT; and mean 3.0 vs. 6.2 mm for MR imaging). The actual error of the system in estimating the position of the probe tip just after registration was judged by the operating surgeon to be less than 2 mm in 92% of MR imaging cases and in 82% of CT cases, between 2 and 5 mm in 7% of MR imaging and 17% of CT cases, and greater than 5 mm in less than 1% of MR imaging and 1.2% of CT cases. The accuracy of the system degraded during the operation, so that by the third evaluation the error was estimated to be less than 2 mm in 77% of MR imaging and 62% of CT cases. Overall, the viewing wand was found to be reliable and accurate. This real-world accuracy was sufficient for a broad range of applications including glioma resection, cerebrospinal fluid shunting procedures, resection of small subcortical masses, and temporal lobe resection. The system is a useful navigational aid that allows a direct approach to intracranial pathology without the drawbacks of application and the limitations of a stereotactic frame.

Abstract Purpose: Lower-grade gliomas (WHO grade II/III) have been classified into clinically relevant molecular subtypes based on IDH and 1p/19q mutation status. The purpose was to investigate whether T2/FLAIR MRI features could distinguish between lower-grade glioma molecular subtypes. Experimental Design: MRI scans from the TCGA/TCIA lower grade glioma database (n = 125) were evaluated by two independent neuroradiologists to assess (i) presence/absence of homogenous signal on T2WI; (ii) presence/absence of “T2–FLAIR mismatch” sign; (iii) sharp or indistinct lesion margins; and (iv) presence/absence of peritumoral edema. Metrics with moderate–substantial agreement underwent consensus review and were correlated with glioma molecular subtypes. Somatic mutation, DNA copy number, DNA methylation, gene expression, and protein array data from the TCGA lower-grade glioma database were analyzed for molecular–radiographic associations. A separate institutional cohort (n = 82) was analyzed to validate the T2–FLAIR mismatch sign. Results: Among TCGA/TCIA cases, interreader agreement was calculated for lesion homogeneity [κ = 0.234 (0.111–0.358)], T2–FLAIR mismatch sign [κ = 0.728 (0.538–0.918)], lesion margins [κ = 0.292 (0.135–0.449)], and peritumoral edema [κ = 0.173 (0.096–0.250)]. All 15 cases that were positive for the T2–FLAIR mismatch sign were IDH-mutant, 1p/19q non-codeleted tumors (P &lt; 0.0001; PPV = 100%, NPV = 54%). Analysis of the validation cohort demonstrated substantial interreader agreement for the T2–FLAIR mismatch sign [κ = 0.747 (0.536–0.958)]; all 10 cases positive for the T2–FLAIR mismatch sign were IDH-mutant, 1p/19q non-codeleted tumors (P &lt; 0.00001; PPV = 100%, NPV = 76%). Conclusions: Among lower-grade gliomas, T2–FLAIR mismatch sign represents a highly specific imaging biomarker for the IDH-mutant, 1p/19q non-codeleted molecular subtype. Clin Cancer Res; 23(20); 6078–85. ©2017 AACR.

Humans have the capacity to evaluate the success of cognitive processes, known as metacognition. Convergent evidence supports a role for anterior prefrontal cortex in metacognitive judgements of perceptual processes. However, it is unknown whether metacognition is a global phenomenon, with anterior prefrontal cortex supporting metacognition across domains, or whether it relies on domain-specific neural substrates. To address this question, we measured metacognitive accuracy in patients with lesions to anterior prefrontal cortex (n = 7) in two distinct domains, perception and memory, by assessing the correspondence between objective performance and subjective ratings of performance. Despite performing equivalently to a comparison group with temporal lobe lesions (n = 11) and healthy controls (n = 19), patients with lesions to the anterior prefrontal cortex showed a selective deficit in perceptual metacognitive accuracy (meta-d’/d’, 95% confidence interval 0.28–0.64). Crucially, however, the anterior prefrontal cortex lesion group’s metacognitive accuracy on an equivalent memory task remained unimpaired (meta-d’/d’, 95% confidence interval 0.78–1.29). Metacognitive accuracy in the temporal lobe group was intact in both domains. Our results support a causal role for anterior prefrontal cortex in perceptual metacognition, and indicate that the neural architecture of metacognition, while often considered global and domain-general, comprises domain-specific components that may be differentially affected by neurological insult.

Pituitary adenomas are fairly common intracranial neoplasms, and nonfunctioning ones constitute a large subgroup of these adenomas. Complete resection is often difficult and may pose undue risk to neurological and endocrine function. Stereotactic radiosurgery has come to play an important role in the management of patients with nonfunctioning pituitary adenomas. This study examines the outcomes after radiosurgery in a large, multicenter patient population.Under the auspices of the North American Gamma Knife Consortium, 9 Gamma Knife surgery (GKS) centers retrospectively combined their outcome data obtained in 512 patients with nonfunctional pituitary adenomas. Prior resection was performed in 479 patients (93.6%) and prior fractionated external-beam radiotherapy was performed in 34 patients (6.6%). The median age at the time of radiosurgery was 53 years. Fifty-eight percent of patients had some degree of hypopituitarism prior to radiosurgery. Patients received a median dose of 16 Gy to the tumor margin. The median follow-up was 36 months (range 1-223 months).Overall tumor control was achieved in 93.4% of patients at last follow-up; actuarial tumor control was 98%, 95%, 91%, and 85% at 3, 5, 8, and 10 years postradiosurgery, respectively. Smaller adenoma volume (OR 1.08 [95% CI 1.02-1.13], p = 0.006) and absence of suprasellar extension (OR 2.10 [95% CI 0.96-4.61], p = 0.064) were associated with progression-free tumor survival. New or worsened hypopituitarism after radiosurgery was noted in 21% of patients, with thyroid and cortisol deficiencies reported as the most common postradiosurgery endocrinopathies. History of prior radiation therapy and greater tumor margin doses were predictive of new or worsening endocrinopathy after GKS. New or progressive cranial nerve deficits were noted in 9% of patients; 6.6% had worsening or new onset optic nerve dysfunction. In multivariate analysis, decreasing age, increasing volume, history of prior radiation therapy, and history of prior pituitary axis deficiency were predictive of new or worsening cranial nerve dysfunction. No patient died as a result of tumor progression. Favorable outcomes of tumor control and neurological preservation were reflected in a 4-point radiosurgical pituitary score.Gamma Knife surgery is an effective and well-tolerated management strategy for the vast majority of patients with recurrent or residual nonfunctional pituitary adenomas. Delayed hypopituitarism is the most common complication after radiosurgery. Neurological and cranial nerve function were preserved in more than 90% of patients after radiosurgery. The radiosurgical pituitary score may predict outcomes for future patients who undergo GKS for a nonfunctioning adenoma.

Objective:

 Because the d-2-hydroxyglutarate (D2HG) product of mutant isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1^mut) is released by tumor cells into the microenvironment and is structurally similar to the excitatory neurotransmitter glutamate, we sought to determine whether IDH1^mut increases the risk of seizures in patients with glioma, and whether D2HG increases the electrical activity of neurons. 

Methods:

 Three WHO grade II-IV glioma cohorts from separate institutions (total N = 712) were retrospectively assessed for the presence of preoperative seizures and tumor location, WHO grade, 1p/19q codeletion, and IDH1^mut status. Rat cortical neurons were grown on microelectrode arrays, and their electrical activity was measured before and after treatment with exogenous D2HG, in the presence or absence of the selective NMDA antagonist, AP5. 

Results:

 Preoperative seizures were observed in 18%–34% of IDH1 wild-type (IDH1^wt) patients and in 59%–74% of IDH1^mut patients (p < 0.001). Multivariable analysis, including WHO grade, 1p/19q codeletion, and temporal lobe location, showed that IDH1^mut was an independent correlate with seizures (odds ratio 2.5, 95% confidence interval 1.6–3.9, p < 0.001). Exogenous D2HG increased the firing rate of cultured rat cortical neurons 4- to 6-fold, but was completely blocked by AP5. 

Conclusions:

 The D2HG product of IDH1^mut may increase neuronal activity by mimicking the activity of glutamate on the NMDA receptor, and IDH1^mut gliomas are more likely to cause seizures in patients. This has rapid translational implications for the personalized management of tumor-associated epilepsy, as targeted IDH1^mut inhibitors may improve antiepileptic therapy in patients with IDH1^mut gliomas.

Abstract Purpose: DNA methylation profiling stratifies isocitrate dehydrogenase (IDH)-mutant astrocytomas into methylation low- and high-grade groups. We investigated the utility of the T2-fluid-attenuated inversion recovery (T2-FLAIR) mismatch sign for predicting DNA methylation grade and cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/B (CDKN2A/B) homozygous deletion, a molecular biomarker for grade 4 IDH-mutant astrocytomas, according to the 2021 World Health Organization classification. Experimental Design: Preoperative MRI scans of IDH-mutant astrocytomas subclassified by DNA methylation profiling (n = 71) were independently evaluated by two radiologists for the T2-FLAIR mismatch sign. The diagnostic utility of T2-FLAIR mismatch in predicting methylation grade, CDKN2A/B status, copy number variation, and survival was analyzed. Results: The T2-FLAIR mismatch sign was present in 21 of 45 (46.7%) methylation low-grade and 1 of 26 (3.9%) methylation high-grade cases (P &lt; 0.001), resulting in 96.2% specificity, 95.5% positive predictive value, and 51.0% negative predictive value for predicting low methylation grade. The T2-FLAIR mismatch sign was also significantly associated with intact CDKN2A/B status (P = 0.028) with 87.5% specificity, 86.4% positive predictive value, and 42.9% negative predictive value. Overall multivariable Cox analysis showed that retained CDKN2A/B status remained significant for progression-free survival (P = 0.01). Multivariable Cox analysis of the histologic grade 3 subset, which was nearly evenly divided by CDKN2A/B status, copy number variation, and methylation grade, showed trends toward significance for DNA methylation grade with overall survival (P = 0.045) and CDKN2A/B status with progression-free survival (P = 0.052). Conclusions: The T2-FLAIR mismatch sign is highly specific for low methylation grade and intact CDKN2A/B in IDH-mutant astrocytomas.