Quantifying intra-tumoral genetic heterogeneity of glioblastoma toward precision medicine using MRI and a data-inclusive machine learning algorithm.

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Glioblastoma (GBM) is one of the most aggressive and lethal human cancers. Intra-tumoral genetic heterogeneity poses a significant challenge for treatment. Biopsy is invasive, which motivates the development of non-invasive, MRI-based machine learning (ML) models to quantify intra-tumoral genetic heterogeneity for each patient. This capability holds great promise for enabling better therapeutic selection to improve patient outcome. METHODS: We proposed a novel Weakly Supervised Ordinal Support Vector Machine (WSO-SVM) to predict regional genetic alteration status within each GBM tumor using MRI. WSO-SVM was applied to a unique dataset of 318 image-localized biopsies with spatially matched multiparametric MRI from 74 GBM patients. The model was trained to predict the regional genetic alteration of three GBM driver genes (EGFR, PDGFRA and PTEN) based on features extracted from the corresponding region of five MRI contrast images. For comparison, a variety of existing ML algorithms were also applied. Classification accuracy of each gene were compared between the different algorithms. The SHapley Additive exPlanations (SHAP) method was further applied to compute contribution scores of different contrast images. Finally, the trained WSO-SVM was used to generate prediction maps within the tumoral area of each patient to help visualize the intra-tumoral genetic heterogeneity. RESULTS: WSO-SVM achieved 0.80 accuracy, 0.79 sensitivity, and 0.81 specificity for classifying EGFR; 0.71 accuracy, 0.70 sensitivity, and 0.72 specificity for classifying PDGFRA; 0.80 accuracy, 0.78 sensitivity, and 0.83 specificity for classifying PTEN; these results significantly outperformed the existing ML algorithms. Using SHAP, we found that the relative contributions of the five contrast images differ between genes, which are consistent with findings in the literature. The prediction maps revealed extensive intra-tumoral region-to-region heterogeneity within each individual tumor in terms of the alteration status of the three genes. CONCLUSIONS: This study demonstrated the feasibility of using MRI and WSO-SVM to enable non-invasive prediction of intra-tumoral regional genetic alteration for each GBM patient, which can inform future adaptive therapies for individualized oncology.

Antlions of formerly recognized tribe Gnopholeontini (Neuroptera: Myrmeleontidae: Brachynemurini) from Peninsula of Baja California, with a new species of Tyttholeon Adams

ABSTRACT A new antlion species, Tyttholeon froehlichi Tavares, Marquez and Contreras sp. n., is described from the Baja California Peninsula, Mexico, an area biogeographically significant for its high number of endemic species. Previously monotypic, Tyttholeon Adams now comprises two Nearctic species. Three of the four genera within the formerly recognized tribe Gnopholeontini and their respective species, all present in the Peninsula of Baja California (Gnopholeon barberi Currie, G. delicatulus Currie, G. zapotecus Stange, Menkeleon bellulus Banks, and Tyttholeon puerilis Adams), are herein diagnosed, illustrated, and have their distribution updated and analyzed. A taxonomic key is provided for Tyttholeon.

Gated-SPECT de perfusión miocárdica como técnica complementaria de la resonancia magnética para pacientes con infarto de miocardio crónico / Gated-SPECT myocardial perfusion imaging as a complementary technique to magnetic resonance imaging in chronic myocardial infarction patients

Introducción y objetivos. El objetivo de este estudio es comparar los resultados de la resonancia magnética y la gated-SPECT de perfusión miocárdica en la valoración de la función ventricular y la viabilidad en pacientes con infarto de miocardio en fase crónica. Métodos. Se estudió con resonancia magnética y gated-SPECT a 104 pacientes (media de edad, 61 ± 12 años; el 87,5% varones) con infarto previo. Se correlacionaron los volúmenes y la fracción de eyección del ventrículo izquierdo y los criterios clásicos de viabilidad con realce tardío con gadolino (< 75% de transmuralidad) con los de la SPECT (captación > 50%) en los 17 segmentos del ventrículo izquierdo. Se valoró la motilidad, el engrosamiento y la isquemia en la gated-SPECT de los segmentos no viables o con criterios dudosos con el realce (un 50-75% de transmuralidad). Resultados. Se observó buena correlación entre ambas exploraciones para los volúmenes y la fracción de eyección (p < 0,05) y para la masa necrótica estimada (p < 0,01). De los 264 segmentos con realce > 75%, 82 (31%) tenían captación > 50% en la SPECT. De los 106 segmentos con criterios dudosos de viabilidad (un 50-75% de realce) en la resonancia magnética, en la SPECT 68 (64%) tenían una captación > 50%; 41 (38,7%), motilidad conservada; 46 (43,4%), engrosamiento conservado, y 17 (16%), criterios de isquemia. Conclusiones. Una tercera parte de los segmentos considerados no viables en la resonancia magnética muestran captación > 50% en la SPECT. El análisis de la motilidad, engrosamiento y presencia de isquemia en la gated-SPECT es de utilidad en los segmentos de dudosa viabilidad en la resonancia magnética(AU)

Introduction and objectives. The aim of this study was to compare magnetic resonance and gated-SPECT myocardial perfusion imaging in patients with chronic myocardial infarction. Methods. Magnetic resonance imaging and gated-SPECT were performed in 104 patients (mean age, 61 [12] years; 87.5% male) with a previous infarction. Left ventricular volumes and ejection fraction and classic late gadolinium enhancement viability criteria (<75% transmurality) were correlated with those of gated-SPECT (uptake >50%) in the 17 segments of the left ventricle. Motion, thickening, and ischemia on SPECT were analyzed in segments showing nonviable tissue or equivocal enhancement features (50%-75% transmurality). Results. A good correlation was observed between the 2 techniques for volumes, ejection fraction (P<.05), and estimated necrotic mass (P<.01). In total, 82 of 264 segments (31%) with >75% enhancement had >50% single SPECT uptake. Of the 106 equivocal segments on magnetic resonance imaging, 68 (64%) had >50% uptake, 41 (38.7%) had normal motion, 46 (43.4%) had normal thickening, and 17 (16%) had ischemic criteria on SPECT. Conclusions. A third of nonviable segments on magnetic resonance imaging showed >50% uptake on SPECT. Gated-SPECT can be useful in the analysis of motion, thickening, and ischemic criteria in segments with questionable viability on magnetic resonance imaging(AU)

Prueba de esfuerzo submáxima y atropina en la SPECT de perfusión miocárdica / Submaximal exercise testing plus atropine in myocardial perfusion SPECT

Introducción y objetivos. El objetivo de este estudio es evaluar la eficacia diagnóstica de la tomografía computarizada por emisión monofotónica (SPECT) de perfusión miocárdica con la administración de atropina intravenosa al final de una prueba de esfuerzo con insuficiente taquicardización. Métodos. A 172 pacientes que, a pesar de realizar una prueba ergométrica limitada por síntomas, no alcanzaron un 80% de taquicardización, sin presentar angina ni descenso del segmento ST >= 1 mm, se les administró 1 mg de atropina intravenosa al final del esfuerzo. A 23 de estos pacientes con criterios de isquemia gammagráfica en la SPECT con atropina, y en el curso de 1 semana, se les practicó una segunda SPECT sin la administración de atropina con la finalidad de comparar la presencia y la gravedad de la isquemia gammagráfica entre los dos estudios (suma puntuación diferencial [SPD]). Resultados. De los 172 pacientes, 75 (43,6%) presentaron angina (n = 56) o descenso del segmento ST (n = 30) con la administración de atropina. De los 23 pacientes en los que se hicieron ambas pruebas, 8 (35%) tuvieron isquemia (SPD >= 2) únicamente en la prueba con atropina. Además, la SPD fue significativamente superior en las imágenes de SPECT con atropina (5,6 ± 4,5 frente a 3,1 ± 2,8; p = 0,0001). Conclusiones. La administración de atropina al final de una prueba de esfuerzo insuficiente permite obtener criterios gammagráficos de isquemia en una tercera parte de los casos en que no se habría obtenido sin la administración del fármaco (AU)

Introduction and objectives. The aim of this study was to determine the diagnostic value of using myocardial perfusion single-photon emission computed tomography (SPECT) with intravenous atropine administration at the end of submaximal exercise testing. Methods. One milligram of atropine was administered intravenously at the end of exercise testing to 172 patients who underwent a symptom-limited ergometric test but did not reach 80% of their peak heart rate without exhibiting angina or an ST-segment depression >=1 mm. Within 1 week, 23 patients who satisfied scintigraphic criteria for ischemia during SPECT with atropine underwent SPECT for a second time without atropine administration with the aim of comparing the presence and severity of scintigraphic ischemia between the two studies (SDS: summed difference score). Results. Of the 172 patients, 75 (43.6%) developed angina (n=56) or ST-segment depression (n=30) during atropine administration. Eight of the 23 patients (35%) who underwent two tests exhibited scintigraphic ischemia (SDS >=2) on only the test with atropine. Furthermore, the SDS was significantly greater on SPECT imaging with atropine (5.6±4.5 vs. 3.1±2.8; P=.0001). Conclusions. One-third of patients who met scintigraphic criteria for ischemia at the end of submaximal exercise testing and after atropine administration would not have met those criteria without administration of the drug (AU)

SPECT y TC de placa aterosclerótica coronaria no calcificada / SPECT-CT of a noncalcified atherosclerotic coronary plaque

No disponible

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Efecto de la revascularización coronaria en la miocardiopatía isquémica con criterios de viabilidad en la gated-SPECT de perfusión miocárdica / Effect of coronary revascularization in patients with ischemic cardiomyopathy who satisfy viability criteria on gated-spect assessment of myocardial perfusion

Estudio del efecto pronóstico de la revascularización coronaria (RC) y del tratamiento médico (TM) en los pacientes con miocardiopatía isquémica y criterios de viabilidad miocárdica en la gated-SPECT de perfusión miocárdica. Se estudió consecutivamente a 140 pacientes con miocardiopatía isquémica mediante gated-SPECT en reposo con compuestos de tecnecio. Durante un seguimiento medio tras la gated-SPECT de 2,3 años, la mortalidad cardiaca en los pacientes con RC (n = 50) fue del 16%, y en los que continuaron con TM (n = 90) fue del 26,7%. Así pues, la RC tuvo un efecto protector (hazard ratio = 0,42; intervalo de confianza del 95%, 0,17-1,02) en los pacientes con miocardiopatía isquémica y criterios de viabilidad (AU)

Study on the effects of coronary revascularization and medical treatment on the prognosis of patients with ischemic cardiomyopathy who satisfy myocardial viability criteria on gated single-photon emission computed tomography (SPECT) assessment of myocardial perfusion. In total, 140 consecutive patients with ischemic cardiomyopathy were studied at rest using gated-SPECT and technetium-labeled contrast agents. During a mean follow-up period of 2.3 years after gated-SPECT, the rate of cardiac death in patients who underwent coronary revascularization (n=50) was 16% compared with 26.7% in those who received medical treatment (n=90). Thus, coronary revascularization had a protective effect (hazard ratio = 0.42; 95% confidence interval, 0.17–1.02) in patients with ischemic cardiomyopathy who satisfied myocardial viability criteria (AU)

Recomendaciones sobre las maniobras de provocación de isquemia, protocolos de adquisición, interpretación de las imágenes y elaboración de los informes / Recommendations on ischemia provocation maneuvers, acquisition protocols, image interpretation, and report writing

Las posibilidades actuales de la cardiología nuclear hacen posible elegir entre múltiples opciones de técnicas y protocolos de esfuerzo o estrés farmacológico, adquisición y procesamiento de las imágenes, en el campo del diagnóstico y pronóstico de la cardiopatía isquémica y en la valoración de la viabilidad miocárdica. En el presente capítulo se presenta una descripción de dichas técnicas y protocolos, y se realizan una serie de recomendaciones sobre la presentación de los informes, adaptados a nuestro medio (AU)

Today, nuclear cardiology offers a range of stress tests and protocols as well as numerous image acquisition and processing techniques that can be used in the diagnostic and prognostic assessment of coronary artery disease and in the evaluation of myocardial viability. This article describes those techniques and protocols, and concludes with a series of recommendations on report writing that are tailored to our specialty (AU)

Recomendaciones sobre las indicaciones clínicas de la gated-SPECT de perfusión miocárdica / Recommendations on clinical indications for myocardial perfusion gated SPECT

Desde 1999 no se había realizado ninguna revisión de las Guías de actuación clínica de la Sociedad Española de Cardiología en Cardiología Nuclear, por lo que en este artículo exponemos las indicaciones clase I y IIa de la American College of Cardiology/American Heart Association/American Society of Nuclear Cardiology (ACC/AHA/ASNC) con nivel de evidencia A o B, junto con las 27 indicaciones consideradas adecuadas por el Comité de expertos de la American College of Cardiology Foundation/American Society of Nuclear Cardiology (ACCF/ASNC) y los comentarios que hemos considerado oportuno añadir los firmantes de este artículo (AU)

The Spanish Society of Cardiology's Clinical Practice Guidelines on Nuclear Cardiology have not been revised since 1999. Correspondingly, this article describes the class-I and class-IIa indications of the American College of Cardiology (ACC)/American Heart Association (AHA)/American Society for Nuclear Cardiology (ASNC), which have a grade-A or grade-B level of supporting evidence. In addition, details are given of the 27 appropriateness criteria of the American College of Cardiology Foundation (ACCF)/ASNC expert committee, along with additional comments which the authors of this review thought were appropriate to make at this time (AU)

Variables predictoras de mejoría de la función sistólica ventricular izquierda después de la cirugía de revascularización coronaria en pacientes con miocardiopatía isquémica / Predictors of improved left ventricular systolic function after surgical revascularization in patients with ischemic cardiomyopathy

Introducción y objetivos. Aunque se sabe que la presencia de viabilidad miocárdica es predictora de mejoría de la fracción de eyección poscirugía de revascularización en los pacientes con miocardiopatía isquémica, es menos conocido si hay otros factores predictores. El objetivo de este estudio ha sido analizar las variables predictoras de mejoría de la fracción de eyección después de la revascularización coronaria quirúrgica en los pacientes con miocardiopatía isquémica y presencia de miocardio viable. Métodos. Se estudió a 30 pacientes (edad media, 61,6 ± 11 años, una mujer), con miocardiopatía isquémica (fracción de eyección ≤ 40%) y criterios de viabilidad, mediante tomografía cumputarizada por emisión de fotón único sincronizada con el electrocardiograma, antes y después de la cirugía. Resultados. En 17 de los 30 pacientes (56,6%) hubo un aumento ≥ 5% de la fracción de eyección poscirugía. Estos pacientes se caracterizaron por tener más enfermedad del tronco común (p < 0,004), mayor número de injertos (p < 0,03), mayor suma diferencial de puntuación perfusión (p < 0,012), menor volumen telediastólico (p < 0,013) y menor volumen telesistólico (p < 0,01). El mejor modelo predictor (p = 0,001; R2 = 0,73) del aumento de la fracción de eyección poscirugía ≥ 5% fue un volumen telesistólico < 148 ml y una suma diferencial de puntuación de perfusión ≥ 4. Conclusiones. El menor remodelado ventricular izquierdo y la isquemia miocárdica en los pacientes con miocardiopatía isquémica y viabilidad miocárdica son los principales determinantes en la mejoría de la fracción de eyección poscirugía revascularizadora (AU)

Introduction and objectives. Although it is known that the presence of myocardial viability predicts an increase in ejection fraction after revascularization in patients with ischemic cardiomyopathy, little is known about other predictive factors. The aim of this study was to identify variables that can predict an increase in ejection fraction after coronary revascularization surgery in patients with ischemic cardiomyopathy and a viable myocardium. Methods. The study included 30 patients (mean age 61.6 [11] years, one female) with ischemic cardiomyopathy (ejection fraction ≤40%) who fulfilled criteria for myocardial viability. All underwent ECG-gated single-photon emission computed tomography before and after surgery. Results. An increase in ejection fraction ≥5% occurred after surgery in 17 of the 30 patients (56.6%). These patients were characterized by the presence of left main coronary artery disease (P<.004), a large number of grafts (P<.03), a high perfusion summed difference score (P<.012), a low end-diastolic volume (P<.013), and a low end-systolic volume (P<.01). An end-systolic volume <148 mL and a summed difference score ≥4 gave the best predictive model (P=.001, R2=0.73) for an increase in ejection fraction. Conclusions. In patients with ischemic cardiomyopathy and a viable myocardium, the main determinants of an increase in ejection fraction after revascularization surgery were low levels of left ventricular remodeling and myocardial ischemia (AU)