Brain necrosis after radiotherapy is a challenging diagnosis, since it has similar radiological appearance on standard MRI to tumor progression. Consequences on treatment decisions can be important. We compare recent imaging techniques in order to adopt a reliable diagnostic protocol in doubtful situations.

This is a retrospective study comparing the performance of three imaging techniques after radiotherapy of brain metastasis: Perfusion-MRI, TRAMs technique and F-dopa PET-CT. The evolution of the treated metastasis volume was also analyzed by contouring all patients MRIs. All included patients were suspected of relapse and had the three exams once the volume of treated metastasis increased.

The majority of our patients were treated by stereotactic radiotherapy. Suspicion of relapse was on average around 17months after treatment. Four cases of radionecrosis were diagnosed and six cases of real tumor progression. Neurological symptoms were less present in radionecrosis cases. All of our radionecrosis cases had relative cerebral blood volume below 1. F-dopa PET-CT succeeded to set the good diagnosis in eight cases, although we found one false positive and one false negative exam. The TRAMs technique failed in one case of false negative exam.

Perfusion-MRI showed high performance in the diagnosis of radionecrosis, especially when calculating relative cerebral blood volume rate. The TRAMs technique showed interesting results and deserves application in daily routine combined with the perfusion-MRI. F-dopa CT might induce false results because of different metabolic uptake according to tumor type, medication and brain blood barrier leak.

La radionécrose cérébrale après radiothérapie peut mimer une progression tumorale sur les séquences standard d’IRM. Nous comparons rétrospectivement la performance de trois techniques d’imagerie récentes dans le diagnostic de radionécrose cérébrale.

Il s’agit d’une étude rétrospective comparant les performances de trois techniques d’imagerie après la radiothérapie de métastases cérébrales: l’IRM multiparamétrique, l’IRM treatment response assessment maps (TRAMs) et la tomographie par émission de positons–tomodensitométrie (TEP-TDM) à la 3,4-dihydroxy-6-(¹⁸F)-fluoro-L-phénylalanine ([¹⁸F]-dopa). Tous les patients inclus dans l’étude ont eu les trois examens au moment de suspicion de rechute ou de radionécrose.

La majorité de nos patients ont été traités par irradiation stéréotaxique. La suspicion de rechute était en moyenne autour de 17 mois après le traitement. Quatre cas de radionécrose ont été diagnostiqués et six de progression tumorale. Les symptômes neurologiques étaient moins présents dans les cas de radionécrose. Tous nos cas de radionécrose avaient un relative cerebral blood volume (rCBV) de moins de 1. La TEP-TDM à la (¹⁸F)-dopa a permis d’établir le bon diagnostic dans huit cas, un examen faux positif et un faux négatif de la TEP ont été constatés. Il y avait un seul faux négatif avec la technique TRAMs.

L’IRM de perfusion a montré une haute performance dans le diagnostic de la radionécrose, en particulier pour le calcul du rCBV. L’adjonction de séquences d’acquisition retardée selon la technique TRAMs a montré des résultats intéressants et mériterait d’être appliquée en routine quotidienne en combinaison avec l’IRM de perfusion. La rupture de la barrière hémato-encéphalique, certaines thérapies ciblées et immunothérapies pourraient induire de faux résultats de la TEP-TDM à la (¹⁸F)-L-dopa.