Аrtificial intelligence technologies in the personalized treatment of patients with recurrent intracranial meningiomas

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The most common primary tumors of the central nervous system in the adult population are meningiomas. There is a group of patients with aggressive meningiomas with a recurrent type of disease, even after radical removal of the tumor and radiotherapy. Recurrence of meningiomas occur in every 4th patient. Repeated neurosurgical treatment of these patients is associated with a high risk of developing or exacerbating neurological deficits, and radical removal is not always possible. Currently, there are no generally accepted standards for the treatment of patients with recurrent meningiomas. The decision to choose the right treatment strategy is made in about half of patients with recurrent meningiomas, the process leading to such a decision remains complex and often relies on simple logical and empirical approaches of specialist doctors based on available data, which, as a rule, have a large volume. The constant growth of the volume of multimodal data in neuro-oncology outstrips the possibilities of their analysis by experts using traditional approaches. It is quite difficult for a neurosurgeon to predict how the neoplastic process in the central nervous system will behave. Thus, neurosurgeons need to seek help from modern artificial intelligence (AI) technologies.

About the authors

K. K. Kukanov

Polenov Russian Scientific Research Institute of Neurosurgery – branch of the Almazov National Medical Research Centre

Email: kukanov_kk@almazovcentre.ru

A. N. Kalinichenko

Saint Petersburg Electrotechnical University «LETI»

K. E. Agapova

Saint Petersburg Electrotechnical University «LETI»

M. A. Bolozia

Saint Petersburg Electrotechnical University «LETI»

N. E. Voinov

Polenov Russian Scientific Research Institute of Neurosurgery – branch of the Almazov National Medical Research Centre

A. Z. Gagiev

Polenov Russian Scientific Research Institute of Neurosurgery – branch of the Almazov National Medical Research Centre

S. S. Sklyar

Polenov Russian Scientific Research Institute of Neurosurgery – branch of the Almazov National Medical Research Centre

K. A. Samochernykh

Polenov Russian Scientific Research Institute of Neurosurgery – branch of the Almazov National Medical Research Centre

References

  1. Ostrom QT, Patil N, Cioffi G, et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2013–2017. Neuro-Oncology. 2020;22(1):1–96. https://doi.org/10.1093/neuonc/noaa200
  2. Goldbrunner R, Stavrinou P, Jenkinson MD, et al. EANO guideline on the diagnosis and management of meningiomas. Neurooncol. 2021;23(11):1821–1834. https://doi.org/10.1093/neuonc/noab150
  3. Mair MJ, Berghoff AS, Brastianos PK, Preusser M. Emerging systemic treatment options in meningioma. J Neuro-oncolog. 2023;161(2):245–258. http://doi.org/10.1007/s11060-022-04148-8.
  4. Куканов К.К., Скляр С.С., Ситовская Д.А. и др. Химиотерапия в структуре комплексного лечения пациентов с рецидивирующими интракраниальными менингиомами. Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2024;16(2):57–68. https://doi.org/10.56618/2071-2693-2024-16-2-57.
  5. Куканов К.К., Воробьёва О.М., Забродская Ю.М. и др. Интракраниальные менингиомы: клинико-интраскопические и патоморфологические причины рецидивирования с учетом современных методов лечения (обзор литературы). Сибирский онкологический журнал. 2022;21(4):110–123. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2022-21-4-110-123.
  6. Куканов К.К., Ушанов В.В., Забродская Ю.М. и др. Пути персонификации лечения пациентов с рецидивом и продолженным ростом интракраниальных менингиом. Российский журнал персонализированной медицины. 2023;3(3):48–63. https://doi.org/10.18705/2782-38062023-3-3-48-63.
  7. Violaris K, Katsarides V, Sakellariou P. The Recurrence Rate in Meningiomas: Analysis of Tumor Location, Histological Grading, and Extent of Resection. Open J Modern Neurosurg. 2012;2:6–10. https://doi.org/10.4236/ojmn.2012.21002.
  8. Huntoon K, Toland AMS, Dahiya S. Meningioma: a review of clinicopathological and molecular aspects. Front Oncol. 2020;10(10):1-14. https://doi.org/10.3389/fonc.2020.579599.
  9. Commins D, Atkinson R, Burnett M. Review of meningioma histopathology. Neurosurg Focus. 2007;23(4):1–9. https://doi.org/10.3171/FOC-07/10/E3.
  10. Cao X, Hao S, Wu Z, et al. Treatment Response and Prognosis After Recurrence of Atypical Meningiomas. World Neurosurg. 2015;84(4):1014–1019. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2015.05.032.
  11. Brastianos P, Galanis E, Butowski N, et al. Advances in multidisciplinary therapy for meningiomas. Neuro Oncol. 2019;21(1):118–131. http://doi.org/10.1093/neuonc/noy136.
  12. Куканов К.К., Нечаева А.С., Ситовская Д.А. и др. Первый опыт интраоперационной фотодинамической терапии в структуре комплексного лечения пациентов, страдающих рецидивом и продолженным ростом интракраниальных менингиом. Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2024 Июнь 10; 26(2):243–258. https://doi.org/10.17816/brmma624272.
  13. Данилов Г.В., Ишанкулов Т.А., Котик К.В. и др. Технологии искусственного интеллекта в клинической нейроонкологии. Вопросы нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко. 2022;86(6):127– 133. https://doi.org/10.17116/neiro202286061127.
  14. Куканов К.К., Ушанов В.В., Сухопаров П.Д. и др. Основные принципы и особенности хирургического лечения при рецидиве и продолженном росте интракраниальных менингиом. Российский нейрохирургический журнал имени профессора А. Л. Поленова. 2024;16(1):54–68. https://doi.org/10.56618/2071-2693_2024_16_1_54.
  15. Olyushin VE, Kukanov KK, Nechaeva AS, et al. Photodynamic therapy in neurooncology. Biomedical Photonics. 2023;12(3):25–35. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2023-12-3-25-35
  16. Gadzhiev Ya, Shalbuzova KI. Application of machine learning methods in cancer prediction and early detection. Sciences of Europe. 2022;108:48.
  17. Breiman L. Random Forests. Machine Learning. 2001;45:5–32. https://doi.org/10.1023/A:1010933404324.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).