OBJECTIVE: We describe the development and implementation of a new open configuration magnetic resonance imaging (MRI) system, with which neurosurgical procedures can be performed using image guidance. Our initial neurosurgical experience consists of 140 cases, including 63 stereotactic biopsies, 16 cyst drainages, 55 craniotomies, 3 thermal ablations, and 3 laminectomies. The surgical advantages derived from this new modality are presented. METHODS: The 0.5-T intraoperative MRI system (SIGNA SP, Boston, MA), developed by General Electric Medical Systems in collaboration with the Brigham and Women's Hospital, has a vertical gap within its magnet, providing the physical space for surgery. Images are viewed on monitors located within this gap and can also be acquired in conjunction with optical tracking of surgical instruments, establishing accurate intraoperative correlations between instrument position and anatomic structures. RESULTS: A wide range of standard neurosurgical procedures can be performed using intraoperative MRI. The images obtained are clear and provide accurate and immediate information to use in the planning and assessment of the progress of the surgery. CONCLUSION: Intraoperative MRI allows lesions to be precisely localized and targeted, and the progress of a procedure can be immediately evaluated. The constantly updated images help to eliminate errors that can arise during frame-based and frameless stereotactic surgery when anatomic structures alter their position because of shifting or displacement of brain parenchyma but are correlated with images obtained preoperatively. Intraoperative MRI is particularly helpful in determining tumor margins, optimizing surgical approaches, achieving complete resection of intracerebral lesions, and monitoring potential intraoperative complications.

Journal Article Stereotactic Radiosurgery for the Definitive, Noninvasive Treatment of Brain Metastases Get access Eben Alexander, III, Eben Alexander, III *The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, the Joint Center for Radiation Therapy, and the Departments of Surgery (Neurosurgery) and Radiation Oncology, Harvard Medical SchoolBoston, Mass Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Thomas M. Moriarty, Thomas M. Moriarty 1The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, and the Department of Surgery (Neurosurgery), Harvard Medical School Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Roger B. Davis, Roger B. Davis 2Division of General Medicine, Beth Israel Hospital and the Harvard School of Public HealthBoston Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Patrick Y. Wen, Patrick Y. Wen 3The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, and Department of Medicine, Harvard Medical School Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Howard A. Fine, Howard A. Fine 3The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, and Department of Medicine, Harvard Medical School Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Peter M. Black, Peter M. Black 1The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, and the Department of Surgery (Neurosurgery), Harvard Medical School Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Hanne M. Kooy, Hanne M. Kooy 4The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, the Joint Center for Radiation Therapy, and Department of Radiation Oncology, Harvard Medical School Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar Jay S. Loeffler Jay S. Loeffler * 4The Brain Tumor Center of the Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, and Dana-Farber Cancer Institute, the Joint Center for Radiation Therapy, and Department of Radiation Oncology, Harvard Medical School Correspondence to: Eben Alexander III, M.D., Department of Neurosurgery, Brigham and Women's Hospital, 75 Francis St., Boston, MA 02115. Search for other works by this author on: Oxford Academic PubMed Google Scholar JNCI: Journal of the National Cancer Institute, Volume 87, Issue 1, 4 January 1995, Pages 34–40, https://doi.org/10.1093/jnci/87.1.34 Published: 04 January 1995 Article history Received: 14 June 1994 Revision received: 09 September 1994 Accepted: 30 September 1994 Published: 04 January 1995

OBJECTIVE This work evaluated the clinical feasibility of transcranial magnetic resonance imaging–guided focused ultrasound surgery. METHODS Transcranial magnetic resonance imaging–guided focused ultrasound surgery offers a potential noninvasive alternative to surgical resection. The method combines a hemispherical phased-array transducer and patient-specific treatment planning based on acoustic models with feedback control based on magnetic resonance temperature imaging to overcome the effects of the cranium and allow for controlled and precise thermal ablation in the brain. In initial trials in 3 glioblastoma patients, multiple focused ultrasound exposures were applied up to the maximum acoustic power available. Offline analysis of the magnetic resonance temperature images evaluated the temperature changes at the focus and brain surface. RESULTS We found that it was possible to focus an ultrasound beam transcranially into the brain and to visualize the heating with magnetic resonance temperature imaging. Although we were limited by the device power available at the time and thus seemed to not achieve thermal coagulation, extrapolation of the temperature measurements at the focus and on the brain surface suggests that thermal ablation will be possible with this device without overheating the brain surface, with some possible limitation on the treatment envelope. CONCLUSION Although significant hurdles remain, these findings are a major step forward in producing a completely noninvasive alternative to surgical resection for brain disorders.

CancerVolume 77, Issue 2 p. 362-372 Original ArticleFree Access Microvessel density is a prognostic indicator for patients with astroglial brain tumors Steven P. Leon M.D., Steven P. Leon M.D. Neurosurgical Laboratories and Brain Tumor Center, Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, Dana Farber Cancer Institute, Department of Surgery, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsSearch for more papers by this authorRebecca D. Folkerth M.D., Rebecca D. Folkerth M.D. Department of Pathology, Division of Neuropathology, Brigham and Women's Hospital, Department of Pathology, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsSearch for more papers by this authorPeter McL. Black M.D. Ph.D., Corresponding Author Peter McL. Black M.D. Ph.D. Neurosurgical Laboratories and Brain Tumor Center, Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, Dana Farber Cancer Institute, Department of Surgery, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsBrigham and Women's Hospital, 75 Francis Street, Boston, MA 02115===Search for more papers by this author Steven P. Leon M.D., Steven P. Leon M.D. Neurosurgical Laboratories and Brain Tumor Center, Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, Dana Farber Cancer Institute, Department of Surgery, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsSearch for more papers by this authorRebecca D. Folkerth M.D., Rebecca D. Folkerth M.D. Department of Pathology, Division of Neuropathology, Brigham and Women's Hospital, Department of Pathology, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsSearch for more papers by this authorPeter McL. Black M.D. Ph.D., Corresponding Author Peter McL. Black M.D. Ph.D. Neurosurgical Laboratories and Brain Tumor Center, Brigham and Women's Hospital, Children's Hospital, Dana Farber Cancer Institute, Department of Surgery, Harvard Medical School, Boston, MassachusettsBrigham and Women's Hospital, 75 Francis Street, Boston, MA 02115===Search for more papers by this author First published: 15 January 1996 https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0142(19960115)77:2<362::AID-CNCR20>3.0.CO;2-ZCitations: 327AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onEmailFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Abstract BACKGROUND Microvessel density in tumors, a measure of angiogenesis, has been shown to be a prognostic indicator that correlates with an increased risk of metastasis in various epithelial cancers and with overall and relapse free survival in patients with breast cancer. Astrocytic brain tumors, particularly malignant astrocytomas, are recognized to be highly vascular tumors with potent angiogenic activity. However, the prognostic significance of microvessel density in these tumors is not known. METHODS Sections from formalin fixed paraffin embedded tumor tissue from 93 unselected adult patients with supratentorial astrocytic brain tumors were immunostained for factor VIII-related antigen in order to highlight microvessel endothelial cells. Microvessels were counted at 200× and 400× magnification. Microvessel density was graded as 1+ to 4+ on 1 low power field, without knowledge of clinical outcome. Microvessel count and microvessel grade were correlated with postoperative survival using the Cox proportional hazards regression model. The prognostic significance of microvessel count and grade were also compared with established prognostic indicators, including patient age, Karnofsky performance status, and tumor histology using multivariate analyses. RESULTS Both microvessel grade and microvessel count correlated significantly with postoperative survival by univariate analysis in both previously untreated and treated patients. Patients with tumors containing a microvessel Grade of 3+ or 4+ had significantly shorter survival time than patients with a microvessel Grade of 1+ or 2+ (P = 0.0022). Likewise, patients with microvessel counts of 70 or greater had significantly shorter survival than those with microvessel counts of fewer than 70 (P = 0.041). Patient age, Karnofsky performance status, tumor histology, and extent of resection were also correlated with survival by univariate analysis. Microvessel count was further shown to be an independent prognostic indicator by multivariate analyses. There were correlations between microvessel density and patient age and between microvessel density and astrocytic tumor grade. CONCLUSIONS These findings support the importance of microvessel density as a prognostic indicator of postoperative survival of patients with astroglial brain tumors. Regional tumor heterogeneity may limit the use of these techniques for routine pathologic examination. Cancer 1996;77:362-72. References 1 Burger PC, Vogel S, Green SB, Strike TA. Glioblastoma multiforme and anaplastic astrocytoma: pathologic criteria and prognostic implications. Cancer 1985; 56: 1106–11. 10.1002/1097-0142(19850901)56:5<1106::AID-CNCR2820560525>3.0.CO;2-2 PubMedWeb of Science®Google Scholar 2 Russell DS, Rubinstein LJ. Pathology of tumors of the nervous system. Baltimore: Williams and Wilkins, 1989. Google Scholar 3 Kleihues P, Burger PC, Scheithauer BW. Histological typing of tumors of the central nervous system. 2nd Edition. Berlin: Springer-Verlag, 1993: 11–30. 10.1007/978-3-642-84988-6_3 Google Scholar 4 Sheline GE. Radiation therapy of brain tumors. Cancer 1977; 39: 873–81. 10.1002/1097-0142(197702)39:2+<873::AID-CNCR2820390725>3.0.CO;2-Y PubMedWeb of Science®Google Scholar 5 Bloom HJG. Intracranial tumors: response and resistance to therapeutic endeavors, 1970–1980. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1982; 8: 1083–1113. 10.1016/0360-3016(82)90056-6 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 6 Nelson DF, Diener-West M, Weinstein AS, Schoenfield D, Nelson JS, Sause WT, et al. A randomized comparison of misonidazole sensitized radiotherapy plus BCNU and radiotherapy plus BCNU for treatment of malignant glioma after surgery: final report of an RTOG study. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1986; 12: 1793–1800. 10.1016/0360-3016(86)90321-4 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 7 Nelson DF, Curran WJ, Scott C, Nelson JS, Weinstein AS, Ahmad K, et al. Hyperfractionated radiation therapy and bischlorethyl nitrosurea in the treatment of malignant glioma: possible advantage observed at 72.0 Gy in 1.2 B.I.D. fractions: report of the radiation therapy oncology group protocol 8302. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1993; 25: 193–207. 10.1016/0360-3016(93)90340-2 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 8 Deutch M, Green SB, Strike TA, Burger PC, Robertson JT, Selker RG, et al. Results of a randomized trial comparing BCNU plus radiotherapy, streptozocin plus radiotherapy, BCNU plus hyperfractionated radiotherapy, and BCNU following misonidazole plus radiotherapy in the postoperative treatment of malignant glioma. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1989; 16: 1389–96. 10.1016/0360-3016(89)90939-5 PubMedWeb of Science®Google Scholar 9 Winger MJ, Macdonald DR, Cairncross JG. Supratentorial anaplastic gliomas in adults: the prognostic importance of extent of resection and prior low-grade glioma. J Neurosurg 1989; 71: 487–93. 10.3171/jns.1989.71.4.0487 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 10 Curran WJ, Scott CB, Horton J, Nelson JS, Weinstein AS, Fischbach AJ, et al. Recursive partitioning analysis of prognostic factors in three radiation therapy oncology group trials. J Natl Cancer Inst 1993; 85: 704–10. Google Scholar 11 Devaux BC, O'Fallon JR, Kelly PJ. Resection, biopsy, and survival in malignant glial neoplasms: a retrospective study of clinical parameters, therapy and outcome. J Neurosurg 1993; 78: 767–75. 10.3171/jns.1993.78.5.0767 PubMedWeb of Science®Google Scholar 12 Burger PC, Shibata T, Kleihues P. The use of the monoclonal antibody Ki-67 in the identification of proliferating cells: application to surgical neuropathology. Am J Surg Pathol 1986; 10: 611–17. 10.1097/00000478-198609000-00003 PubMedWeb of Science®Google Scholar 13 Hoshino T, Nagashima T, Murovic JA, Wilson CB, Edwards MSB, Gutin PH, et al. In situ cell kinetics studies on human neuroectodermal tumors with bromodeoxyuridine labeling. J Neurosurg 1986; 64: 453–9. 10.3171/jns.1986.64.3.0453 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 14 Labrousse F, Daumas-Duport C, Batorski L, Hoshino T. Histologic grading and bromodeoxyuridine labeling index of astrocytomas: comparative study in a series of 60 cases. J Neurosurg 1991; 75: 202–5. 10.3171/jns.1991.75.2.0202 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 15 Hoshino T, Ahn D, Prados MD, Lamborn K, Wilson CB. Prognostic significance of the proliferative potential of intracranial gliomas measured by bromodeoxyuridine labeling. Int J Cancer 1993; 53: 550–5. 10.1002/ijc.2910530404 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 16 Montine TJ, Vandersteenhoven JJ, Aguzzi A, Boyko OB, Dodge RK, Kerns BJ, et al. Prognostic significance of Ki-67 proliferation index in supratentorial fibrillary astrocytic neoplasms. Neurosurgery 1994; 34: 674–9. 10.1227/00006123-199404000-00016 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 17 Folkman J. Anti-angiogenesis: new concept for therapy of solid tumors. Ann Surg 1972; 175: 409–416. 10.1097/00000658-197203000-00014 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 18 Hobson B, Denekamp J. Endothelial proliferation in tumors and normal tissues: continuous labelling studies. Br J Cancer 1984; 49: 405–13. 10.1038/bjc.1984.66 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 19 Findlay JK. Angiogenesis in reproductive tissues. J Endocrinol 1986; 111: 357–366. 10.1677/joe.0.1110357 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 20 Folkman J, Klagsbrun M. Angiogenic factors. Science 1987; 235: 442. 10.1126/science.2432664 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 21 Gimbrone MA, Leapman S, Cotran RS, Folkman J. Tumor dormancy in vivo by prevention of neovascularization. J Exp Med 1972; 136: 261–76. 10.1084/jem.136.2.261 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 22 Gimbrone MA, Cotran RS, Leapman S, Folkman J. Tumor growth neovascularization: an experimental model using rabbit cornea. J Natl Cancer Inst 1974; 52: 413–27. 10.1093/jnci/52.2.413 Google Scholar 23 Folkman J, Watson K, Ingber D, Hanahan D. Induction of angiogenesis during the transition from hyperplasia to neoplasia. Nature 1989; 339: 58–61. 10.1038/339058a0 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 24 Folkman J. What is the evidence that tumors are angiogenesis dependent? J Natl Cancer Inst 1990; 82: 4–6. 10.1093/jnci/82.1.4 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 25 Weidner N, Semple JP, Welch WR, Folkman J. Tumor Angiogenesis and Metastasis–correlation in invasive breast carcinoma. N Engl J Med 1991; 324: 1–8. 10.1056/NEJM199101033240101 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 26 Larsen NS. Angiogenesis research yields new approaches to cancer treatment and prognosis. J Natl Cancer Inst 1993; 85: 1629–30. 10.1093/jnci/85.20.1629 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 27 Chodak GW, Hospelhorn V, Judge SM, Mayforth R, Koeppen H, Sasse J. Increased levels of fibroblast growth factor-like activity in urine from patients with bladder or kidney cancer. Cancer Res 1988; 48: 2083–8. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 28 Fujimoto K, Ichimori Y, Kakizoe T, Okajima E, Sakamoto H, Sugimura T, et al. Increased serum levels of basic fibroblast growth factor in patients with renal cell carcinoma. Biochem Biophys Res Commun 1991; 180: 386–92. 10.1016/S0006-291X(05)81305-1 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 29 Li V, Watanabe H, Yu C. Cerebrospinal fluid from pediatric brain tumor patients contains a mitogen for capillary endothelial cells. Mol Biol Cell 1992; 3(Suppl): 235a, 1360A. Google Scholar 30 Nguyen M, Watanabe H, Budson A, Richie JP, Hayes DF, Folkman J. Basic fibroblast growth factor is elevated in the urine of patients with a wide variety of neoplasms. Mol Biol Cell 1992; 3(Suppl): 234a, 1358A. Google Scholar 31 Watanabe H, Nguyen M, Schizer M, Li V, Hayes DF, Sallan S, et al. Basic fibroblast growth factor in human serum: a prognostic test for breast cancer. Mol Biol Cell 1992; 3(Suppl): 234a, 1359A. Google Scholar 32 Nguyen M, Watanabe H, Budson A, Richie JP, Folkman J. Elevated levels of an angiogenic peptide, basic fibroblast growth factor, in the urine of bladder cancer patients. J Natl Cancer Inst 1993; 85: 241–2. 10.1093/jnci/85.3.241 PubMedWeb of Science®Google Scholar 33 Soutter AD, Nguyen M, Watanabe H, Folkman J. Basic fibroblast growth factor secreted by an animal tumor is detectable in urine. Cancer Res 1993; 53: 5297–9. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 34 Li VW, Folkerth RD, Watanabe H, Channing Y, Rupnick M, Barnes P, et al. Basic fibroblast growth factor in the cerebrospinal fluid of children with brain tumors–correlation with microvessel count in the tumor. Lancet 1994; 344: 82–6. 10.1016/S0140-6736(94)91280-7 PubMedWeb of Science®Google Scholar 35 Srivastava A, Laidler P, Davies RP, Horgan K, Hughes LE. The prognostic significance of tumor vascularity in intermediate-thickness (0.76–4.0 mm thick) skin melanoma: a quantitative histologic study. Am J Pathol 1988; 133: 419–23. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 36 Bosari S, Lee AKC, DeLellis RA, Wiley BD, Heatley GJ, Silverman ML. Microvessel quantitation and prognosis in invasive breast carcinoma. Hum Pathol 1992; 23: 755–61. 10.1016/0046-8177(92)90344-3 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 37 Horak E, Leek R, Klenk N, LeJeune S, Smith K, Stuart N, et al. Angiogenesis, assessed by platelet/endothelial cell adhesion molecule antibodies, as indicator of node metastases and survival in breast cancer. Lancet 1992; 340: 1120–4. 10.1016/0140-6736(92)93150-L CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 38 Macchiarini P, Fontanini G, Hardin MJ, Squartini F, Angeletti CA. Relation of neovascularization to metastasis of non-small-cell lung cancer. Lancet 1992; 340: 145–6. 10.1016/0140-6736(92)93217-B CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 39 Weidner N, Folkman J, Pozza F, Bevilacqua P, Allred EN, Moore DH, et al. Tumor angiogenesis: a new significant and independent prognostic indicator in early-stage breast carcinoma. J Natl Cancer Inst 1992; 84: 1875–87. 10.1093/jnci/84.24.1875 PubMedWeb of Science®Google Scholar 40 Toi M, Kashitani J, Tominaga T. Tumor angiogenesis is an independent prognostic indicator in primary breast carcinoma. Int J Cancer 1993; 55: 371–374. 10.1002/ijc.2910550305 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 41 Weidner N, Carroll PR, Flax J, Blumenfeld W, Folkman J. Tumor angiogenesis correlates with metastasis in invasive prostate carcinoma. Am J Pathol 1993; 143: 401–9. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 42 Brem S, Cotran R, Folkman J. Tumor angiogenesis: a quantitative method for histologic grading. J Natl Cancer Inst 1972; 48: 347–56. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 43 Brem S. The role of vascular proliferation in the growth of brain tumors. Clin Neurosurg 1976; 23: 440–53. 10.1093/neurosurgery/23.CN_suppl_1.440 CASPubMedGoogle Scholar 44 Brem H, Tamargo RJ, Guerin C, Brem SS, Brem H. Brain tumor angiogenesis. Mount Kisco: Futura Publishing Company, Inc., 1988: 89–102. Web of Science®Google Scholar 45 Burger PC, Scheithauer BW, Vogel FS. Brain tumors. In surgical pathology of the nervous system and its coverings. 3rd edition. New York: Churchill Livingstone, 1991: 193–437. Web of Science®Google Scholar 46 Daumas-Duport C, Scheithauer B, O'Fallon J, Kelly P. Grading of astrocytomas: a simple and reproducible method. Cancer 1988; 62: 2152–65. 10.1002/1097-0142(19881115)62:10<2152::AID-CNCR2820621015>3.0.CO;2-T CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 47 Pinkus GS, Etheridge CL, O'Connor EM. Are keratin proteins a better tumor marker than epithelial membrane antigen?: a comparative immunohistochemical study of various paraffin-embedded neoplasms using monoclonal and polyclonal antibodies. Am J Clin Pathol 1986; 85: 269–77. 10.1093/ajcp/85.3.269 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 48 Kaplan EL, Meier P. Nonparametric estimation from incomplete observations. J Am Stat Assoc 1958; 53: 457–81. 10.1002/cncr.21979 CASWeb of Science®Google Scholar 49 Mantel N. Evaluation of survival data and two new rank order statistics arising in its consideration. Cancer Chemother Rep 1966; 50: 163–70. CASPubMedGoogle Scholar 50 Cox DR. Regression models and life-tables (with discussion). J Roy Soc Stat (B) 1972; 34: 187–220. 10.1111/j.2517-6161.1972.tb00899.x Google Scholar 51 Peduzzi PN, Hardy RJ, Holford TR. A stepwise variable selection for nonlinear regression models. Biometrics 1980; 36: 511–6. 10.2307/2530219 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 52 Glantz MJ, Burger PC, Herndon II JE, Friedman AH, Cairncross JG, Vick NA, et al. Influence of the type of surgery on the histologic diagnosis in patients with anaplastic gliomas. Neurology 1991; 41: 1741–4. 10.1212/WNL.41.11.1741 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 53 Fox SB, Gatter KC, Bicknell R, Going JJ, Stanton P, Cooke TG, et al. Relationship of endothelial cell proliferation to tumor vascularity in human breast cancer. Cancer Res 1993; 53: 4161–3. CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 54 Feigen I, Allen LB, Lipkin L, Gross SW. The endothelial hyperplasia of the cerebral blood vessels with brain tumors, and its sarcomatous transformation. Cancer 1958; 11: 264–77. 10.1002/1097-0142(195803/04)11:2<264::AID-CNCR2820110207>3.0.CO;2-D PubMedWeb of Science®Google Scholar 55 Haddad SF, Moore SA, Schelper RL, Goeken JA. Vascular smooth muscle hyperplasia underlies the formation of glomeruloid vascular structures of glioblastoma multiforme. J Neuropathol Exp Neurol 1992; 51: 488–92. 10.1097/00005072-199209000-00002 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 56 von Deimling A, von Ammon K, Schoenfeld D, Wiestler OD, Seizinger BR, Louis DN. Subsets of glioblastoma multiforme defined by molecular genetic analysis. Brain Pathol 1993; 3: 19–26. 10.1111/j.1750-3639.1993.tb00721.x CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 57 Burger PC, Kleihues P. Cytologic composition of the untreated glioblastoma with implications for evaluation of needle biopsies. Cancer 1989; 63: 2014–23. 10.1002/1097-0142(19890515)63:10<2014::AID-CNCR2820631025>3.0.CO;2-L CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 58 Paulus W, Peiffer J. Intratumoral histologic heterogeneity of gliomas. Cancer 1989; 64: 442–7. 10.1002/1097-0142(19890715)64:2<442::AID-CNCR2820640217>3.0.CO;2-S CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 59 Coons SW, Johnson PC. Regional heterogeneity in the proliferative activity of human gliomas as measured by the Ki-67 labeling index. J Neuropathol Exp Neurol 1993; 52: 609–18. 10.1097/00005072-199311000-00008 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar 60 Wesseling P, van der Laak AWM, De Leeww H, Ruiter DJ, Burger PC. Quantitative immunohistological analysis of the microvascular in untreated human glioblastoma multiforme. J Neurosurg 1994; 81: 902–9. 10.3171/jns.1994.81.6.0902 CASPubMedWeb of Science®Google Scholar Citing Literature Volume77, Issue215 January 1996Pages 362-372 ReferencesRelatedInformation

Abstract BACKGROUND No age‐adjusted or histologic‐adjusted assessments of the association between extent of resection and risk of either recurrence or death exist for neurosurgical patients who undergo resection of low‐grade glioma using intraoperative magnetic resonance image (MRI) guidance. METHODS The current data included 156 patients who underwent surgical resection of a unifocal, supratentorial, low‐grade glioma in the MRI suite at Brigham and Women's Hospital between January 1, 1997, and January 31, 2003. Estimates of disease‐free and overall survival probabilities were calculated using Kaplan–Meier methodology. The association between extent of resection and these probabilities was measured using a Cox proportional hazards model. Observed death rates were compared with the expected death rate using age‐specific and histologic‐specific survival rates obtained from the Surveillance, Epidemiology, and End Results Registry. RESULTS Patients who underwent subtotal resection were at 1.4 times the risk of disease recurrence (95% confidence interval [95% CI], 0.7–3.1) and at 4.9 times the risk of death (95% CI, 0.61–40.0) relative to patients who underwent gross total resection. The 1‐year, 2‐year, and 5‐year age‐adjusted and histologic‐adjusted death rates for patients who underwent surgical resection using intraoperative MRI guidance were 1.9% (95% CI, 0.3–4.2%), 3.6% (95% CI, 0.4–6.7%), and 17.6% (95% CI, 5.9–29.3%), respectively: significantly lower than the rates reported using national data bases. CONCLUSIONS The data from the current study suggested a possible association between surgical resection and survival for neurosurgical patients who underwent surgery for low‐grade glioma under intraoperative MRI guidance. Further study within the context of a large, prospective, population‐based project will be needed to confirm these findings. Cancer 2005. © 2005 American Cancer Society.

Summary

 Hemimegalencephaly (HMG) is a developmental brain disorder characterized by an enlarged, malformed cerebral hemisphere, typically causing epilepsy that requires surgical resection. We studied resected HMG tissue to test whether the condition might reflect somatic mutations affecting genes critical to brain development. We found that two out of eight HMG samples showed trisomy of chromosome 1q, which encompasses many genes, including AKT3, a gene known to regulate brain size. A third case showed a known activating mutation in AKT3 (c.49G→A, creating p.E17K) that was not present in the patient's blood cells. Remarkably, the E17K mutation in AKT3 is exactly paralogous to E17K mutations in AKT1 and AKT2 recently discovered in somatic overgrowth syndromes. We show that AKT3 is the most abundant AKT paralog in the brain during neurogenesis and that phosphorylated AKT is abundant in cortical progenitor cells. Our data suggest that somatic mutations limited to the brain could represent an important cause of complex neurogenetic disease.

OBJECTIVE A major shortcoming of image-guided navigational systems is the use of preoperatively acquired image data, which does not account for intraoperative changes in brain morphology. The occurrence of these surgically induced volumetric deformations (“brain shift”) has been well established. Maximal measurements for surface and midline shifts have been reported. There has been no detailed analysis, however, of the changes that occur during surgery. The use of intraoperative magnetic resonance imaging provides a unique opportunity to obtain serial image data and characterize the time course of brain deformations during surgery. METHODS The vertically open intraoperative magnetic resonance imaging system (SignaSP, 0.5 T; GE Medical Systems, Milwaukee, WI) permits access to the surgical field and allows multiple intraoperative image updates without the need to move the patient. We developed volumetric display software (the 3D Slicer) that allows quantitative analysis of the degree and direction of brain shift. For 25 patients, four or more intraoperative volumetric image acquisitions were extensively evaluated. RESULTS Serial acquisitions allow comprehensive sequential descriptions of the direction and magnitude of intraoperative deformations. Brain shift occurs at various surgical stages and in different regions. Surface shift occurs throughout surgery and is mainly attributable to gravity. Subsurface shift occurs during resection and involves collapse of the resection cavity and intraparenchymal changes that are difficult to model. CONCLUSION Brain shift is a continuous dynamic process that evolves differently in distinct brain regions. Therefore, only serial imaging or continuous data acquisition can provide consistently accurate image guidance. Furthermore, only serial intraoperative magnetic resonance imaging provides an accurate basis for the computational analysis of brain deformations, which might lead to an understanding and eventual simulation of brain shift for intraoperative guidance.

Abstract Two hundred fifty-five consecutive transsphenoidal procedures for pituitary adenomas were reviewed to evaluate complications and their management. There were no operative deaths. Cerebrospinal fluid (CSF) rhinorrhea was the most common complication, occurring in 2.7% of cases; diabetes insipidus was next, lasting less than 1 year in 1.6% of patients and over a year in 0.4%. Sinusitis occurred in 1.2% of patients, and delayed epistaxis occurred in 0.8%. Postoperative hematomas, meningitis, hydrocephalus, and deep venous thrombosis each occurred in 0.4% of cases. These results are discussed in the context of previous reports, including an international survey of pituitary surgeons. Although transsphenoidal surgery has a low morbidity and mortality, it is nevertheless associated with potentially serious difficulties that should be expeditiously recognized and managed.

Angiographic spasm of cerebral arteries was produced in dogs by successive injections of cisternal blood 48 hours apart. Angiograms were taken before and after each cisternal injection. There was progressively greater angiographic vasospasm of the basilar artery. Intravenous aminophylline, 10 mg/kg/hr, reversed vessel constriction on the 1st and 3rd day after one injection of cisternal blood. On the 5th day after two blood injections (on Day 1 and Day 3), intravenous aminophylline, nifedipine (1 mg/kg), and intra-arterial bolus injection of 2 mg/kg papaverine failed to reverse the constriction. The intractable constriction produced in this model resembles that found in patients. The calcium antagonist, nifedipine, is as ineffective as the more traditional vasodilators in reversing vasospasm in this model.