Toxoplasmosis is de meest voorkomende cerebrale massa laesie die wordt aangetroffen bij HIV-geïnfecteerde patiënten, en de incidentie is sterk toegenomen sinds het begin van de AIDS-epidemie. Soms zijn er ongewone verschijningsvormen van CNS-toxoplasmose die de diagnose met standaard beeldvormingstechnieken moeilijk of onmogelijk maken. De komst van MR spectroscopie heeft het vermogen om onderscheid te maken tussen verschillende CNS laesies vergroot. Op T1-gewogen voorcontrast-MRI’s zijn de laesies hypointense ten opzichte van het hersenweefsel (zoals te zien is op de onderstaande afbeelding). Op T2-gewogen MRI’s zijn de infectiehaarden meestal hyperintense, maar soms zijn ze isointense tot hypointense. Vals-positieve bevindingen kunnen het gevolg zijn van lymfomen, andere CNS-infecties (met name schimmelinfecties) en CNS-metastasen.
Niet-verhoogde T1-gewogen beelden bij een patiënt die besmet is met humaan immunodeficiëntievirus en cerebrale toxoplasmose. Deze beelden tonen hypointense, asymmetrische, bilaterale periventriculaire/basale gangliale laesies. Actieve laesies zijn vaak omgeven door oedeem. Een focale nodulaire of ringvormige versterking (zoals op de onderstaande beelden) komt bij ongeveer 70% van de patiënten voor na gadoliniumversterking. De letsels zijn zelden hemorragisch; de MRI-bevindingen hangen dus af van het hemorragische stadium van de evolutie.
T1-gewogen gadolinium-verrijkt magnetisch resonantiebeeld ter hoogte van het vierde ventrikel bij een 32-jarige patiënt met humaan immunodeficiëntievirusinfectie. Het beeld toont een perifere, rechts frontoparietale ring-verhoging laesie (pijl). De patiënt presenteerde zich met een solitaire ruimte-innemende laesie, waarvan werd bevestigd dat deze het gevolg was van toxoplasmose. 
T1-gewogen axiaal gadolinium-verrijkt magnetisch resonantiebeeld ter hoogte van de basale ganglia bij een 37-jarige patiënt met humane immunodeficiëntie virusinfectie. Het beeld toont 2 complexe, ring-verhogende laesies in de basale ganglia rechts, omgeven door opvallend witte stof oedeem. Elders in de hersenen werden bijkomende laesies vastgesteld. Dit beeld is typisch voor toxoplasmose van het centrale zenuwstelsel, dat de neiging heeft de basale ganglia aan te tasten. 
T1-gewogen axiale gadolinium-verrijkte magnetische resonantiebeelden op 2 niveaus door de basale ganglia (zelfde patiënt als in het vorige beeld). Deze beelden tonen 2 complexe, ring-verhoging laesies in de basale ganglia aan de rechterkant, met omringende opvallende witte stof oedeem. Dit beeld is typisch voor toxoplasmose van het centrale zenuwstelsel, waarbij de basale ganglia kunnen worden aangetast. Zoals eerder vermeld, meldden Fellner et al het geval van een patiënt zonder bewijs van AIDS die zich presenteerde met uniloculaire toxoplasmose die een intracerebrale tumor simuleerde. Hoewel de CT scans en de MRI van de patiënt een enkele tumorachtige laesie in de rechter pariëtale kwab toonden, werd er bij de operatie geen tumor gevonden. Bij histologisch onderzoek werd het asymmetrische target teken, dat op CT en MRI scans kan worden waargenomen, waargenomen, hetgeen de diagnose bevestigde.
MR spectroscopie van lymfomen bij patiënten met AIDS heeft aangetoond dat er verhoogde lactaat- en lipidenpieken zijn, evenals een prominente choline piek, verlaagde N-acetyl aspartaat, creatine, en myoinositol signalen. Dit patroon verschilt van dat van toxoplasmose, dat gewoonlijk verhoogde lactaat- en lipidepieken vertoont, maar een afwezigheid van de andere metabolieten. Lymfomen hebben doorgaans lage waarden voor de schijnbare diffusiecoëfficiënt; dit verschilt van toxoplasmose, dat doorgaans aanzienlijk hogere waarden heeft dan lymfoma-laesies.
Dynamic susceptibility contrast (DSC) MRI-bevindingen van het relatieve cerebrale bloedvolume (rCBV) kunnen nuttig zijn bij het differentiëren van CNS-toxoplasmose van lymfoom wanneer conventionele contrastversterkende MRI-bevindingen geen uitsluitsel geven. In een retrospectieve studie van 13 patiënten met 25 laesies was de gemiddelde rCBV voor alle toxoplasmose laesies 0,98 (95% CI, 0,55-1,41), in vergelijking met 2,07 (95% CI, 1,71-2,43) voor alle lymfoom laesies, een significant verschil (1,09; 95% CI, 0,53-1,65, P=0,0013). Drie modellen werden gebruikt om de op rCBV gebaseerde ziektestatus bij elke patiënt te evalueren, en er werd een significant verband waargenomen, met een optimale rCBV-drempel van ongeveer 1,5 voor het onderscheiden van lymfoom van toxoplasmose in elk model.
Gadoliniumhoudende contrastmiddelen zijn in verband gebracht met de ontwikkeling van nefrogene systemische fibrose (NSF) of nefrogene fibroserende dermopathie (NFD). De ziekte is opgetreden bij patiënten met matige tot eindstadium nierziekte na toediening van een gadoliniumhoudend contrastmiddel ter versterking van MRI- of MRA-scans. NSF/NFD is een slopende en soms fatale ziekte. Kenmerken zijn onder andere rode of donkere vlekken op de huid; branderigheid, jeuk, zwelling, verharding en verstrakking van de huid; gele vlekken op het oogwit; gewrichtsstijfheid met problemen bij het bewegen of strekken van de armen, handen, benen of voeten; pijn diep in de heupbeenderen of ribben; en spierzwakte. Voor meer informatie, zie Medscape.
Periventriculaire ependymale enhancement
Een studie van Guerini et al beschreef het belang van periventriculaire ependymale enhancement bij volwassenen, een bevinding die kan wijzen op een onderliggende pathologie die onmiddellijk medische aandacht vereist. De auteurs rapporteerden het patroon van periventriculaire contrastversterking, en baseerden de kenmerken die zij opmerkten op de onderliggende infectieuze of tumor etiologie. Bovendien werd de differentiële diagnose voor elke patiënt afgeleid uit de immuunstatus van de patiënt en de reactie op een therapie, evenals het type versterking dat op de MRI werd gezien. De differentiële diagnose omvatte tumoren (bijv. lymfoom, ependymoom, kiemceltumor of metastasen), virale ependymitis (bijv. cytomegalovirus, varicella-zoster-virus), toxoplasmose, en bacteriële of tuberculeuze ventriculitis.
T2-gewogen beelden om de therapeutische respons te meten
Brightbill et al concludeerden dat het uiterlijk van Toxoplasma encefalitis in laesies bekeken op T2-gewogen MRI-scans zo gevarieerd is dat een definitieve diagnose niet kan worden bereikt op basis van signaal-intensiteitskenmerken alleen. In feite bleek dat T2-gewogen hyperintensiteit pathologisch gecorreleerd was met necrotiserende encefalitis, terwijl T2-gewogen isointensiteit gecorreleerd was met organiserende abcessen. Zij veronderstelden verder dat bij patiënten die een medische behandeling ondergingen, het mogelijk was dat de T2-gewogen MRI-verschijning van hyperintensiteit naar isointensiteit een overgangswijziging zou kunnen zijn als functie van een positieve respons op antibiotische behandeling. De verandering van signaal-intensiteit zou dus een middel kunnen zijn om de doeltreffendheid van de medische therapie te bepalen. Door extrapolatie kunnen signaalveranderingen met vloeistofafzwakking (FLAIR), die gemakkelijker te evalueren zijn, op een soortgelijke manier worden gebruikt. Hieronder wordt een FLAIR-beeld gepresenteerd.
Axiaal vloeistofgeattenueerd, inversieherstel hersenmagnetisch resonantiebeeld bij een patiënt die besmet is met humaan immunodeficiëntievirus en cerebrale toxoplasmose. Deze beelden tonen intense signalen op de plaatsen van de infectie. Prenatale beeldvorming
D’Ercole et al concludeerden dat MRI van de foetale hersenen kan worden gebruikt om foetale cerebrale afwijkingen te bevestigen of uit te sluiten in gevallen waarin de ultrasonografische resultaten niet doorslaggevend of onvolledig zijn. D’Ercole et al beoordeelden 31 gevallen waarin MRI echografisch bewijs van foetale hersendefecten verifieerde. Histologisch onderzoek van de foetus of postnataal radiologisch onderzoek bevestigde het ultrasonografische bewijs in 21 gevallen; MRI sloot de ultrasonografische diagnose in 10 gevallen uit (de baby’s werden gezond geboren); en de MRI’s waren normaal in 1 geval van cerebrale toxoplasmose, waarbij ultrasonografie periventriculaire verkalkingen liet zien. In 20 gevallen werden de ultrasonografische bevindingen door MRI bevestigd of nader gedocumenteerd; in 4 van de 20 gevallen was echter autopsie van de foetus nodig om de precieze aard van de laesie vast te stellen.
Graad van betrouwbaarheid
Het asymmetrische target teken is zeer suggestief voor CNS toxoplasmose, maar het wordt bij slechts 30% van de patiënten gedetecteerd. Andere MRI-patronen die vermoedelijk verband houden met de veranderde immuunstatus van de patiënt zijn niet zo specifiek en kunnen worden nagebootst door verschillende CNS-infecties en lymfomen.
CNS-lymfoomlaesies zijn vaak solitair, terwijl de knobbeltjes van CNS-toxoplasmose vaker meervoudig zijn. Een diagnose van toxoplasmose wordt verkozen boven een diagnose van lymfoom wanneer meer dan 3 laesies of slanke, ringvergrotende foci worden gezien of wanneer duidelijk oedeem aanwezig is. Bovendien komt toxoplasmose subcortaal vaker voor dan lymfoom en wordt zelden het corpus callosum aangetast.
Meningeale of ependymale betrokkenheid moet een zoektocht naar andere entiteiten, zoals lymfoom of andere infecties, uitlokken. Hoewel meningitis door toxoplasmose is beschreven, is deze uiterst zeldzaam. De mate van perilesionaal oedeem is direct gecorreleerd met het vermogen van de patiënt om een ontstekingsreactie op te zetten. Hoe groter het oedeem, hoe groter de ontstekingsreactie, en hoe beter de prognose. Oedeem correleert ook met CD4-tellingen.
Differentiële diagnostische problemen met CT-scan en MRI
Miguel et al evalueerden de beeldvormingsstudies van 14 patiënten met CNS-toxoplasmose in het kader van differentiële diagnostische problemen met CT-scan en MRI. Hoewel de bevindingen van deze modaliteiten een lage specificiteit aantoonden voor de CNS-massa laesies van patiënten met AIDS, merkten de auteurs bepaalde kenmerken op die meer typisch waren voor CNS toxoplasmose dan voor andere ziekten: bijna 95% van de laesies waren rond en hadden ring- of nodulaire versterking; 81,3% betrof meerdere laesies; 60,2% van de laesies waren gelokaliseerd in het centrale zenuwstelsel.2% van de laesies waren gelokaliseerd in de cerebrale corticale of corticomedullaire junctie, waarbij 100% van de gevallen ten minste 1 laesie had; en ongeveer 35% van de laesies was <1 cm in diameter.
Op niet-versterkte CT-scans was 91,3% van de laesies hypoattenuerend; op T2-gewogen MRI’s had 53,4% van de laesies ten minste 1 hypointense zone. Negenentwintig procent van de waargenomen laesies op de T2-gewogen MRI’s omvatten de aanwezigheid van doelwitvormige laesies met hypointense centra, wat de diagnose van CNS toxoplasmose suggereert. De auteurs meenden dat deze bevinding nog niet eerder was gemeld. Miguel et al merkten ook op dat de aanwezigheid van isoattenuerende of hyperattenuerende laesies op niet-versterkte CT-scans of onregelmatig gevormde laesies ongewoon was bij CNS-toxoplasmose en dat het voorkomen van een solitaire laesie op zich op CT-scans of MRI geen goed criterium was voor de differentiële diagnose van CNS-toxoplasmose.
Positief voorspellende waarde van MRI-bevindingen
De positief voorspellende waarde voor toxoplasmose was 100% bij het gecombineerd voorkomen van meerdere laesies en massa-effect of contrastversterking (23 patiënten) of bij gevallen waarbij ten minste 1 ruimte-innemende of versterkende laesie in de basale ganglia of de thalamus was gelokaliseerd (26 patiënten). Solitaire laesies met massa-effect of contrastversterking werden ook gezien (26 patiënten), en cerebrale toxoplasmose was de oorzaak bij 22 patiënten (84,6%). Bovendien waren 1 of meer niet-vergrotende, niet-massale laesies aanwezig bij 8 van de 9 patiënten met PML; dit patroon had echter een voorspellende waarde van 47,1% voor PML. De auteurs concluderen dat in de epidemiologische context van de studie, specifieke beeldvormingsbevindingen bij HIV-1-seropositieve patiënten in hoge mate voorspellend zijn voor cerebrale toxoplasmose. De bevindingen kunnen echter verschillen in andere delen van de wereld, waar cerebrale toxoplasmose mogelijk minder voorkomt onder HIV-1-geïnfecteerde personen.
Recidieven van hersentoxoplasmose correleren naar verluidt met persisterende contrastversterking, zowel op CT-scanning als op MRI. Het aantonen van dergelijke gebieden met aanhoudende contrastversterking bij patiënten die zijn behandeld voor de eerste toxoplasmose, kan een waardevol teken zijn dat zij een risico lopen op herhaling.
Correlatie van MRI-bevindingen
De pathologische bevindingen van T2- en T1-gewogen MRI-sequenties in gevallen van HIV-infectie werden beoordeeld in een studie van 11 in formaline gefixeerde hersenen op 0,5 T. De mate van wittestofafwijking die op MRI werd gezien, kwam in grote lijnen overeen met de pathologische bevindingen in 2 gevallen van PML en 1 geval van zowel toxoplasmose als lymfoom. In het algemeen waren histologische veranderingen echter frequenter dan laesies op MRI, inclusief gevallen waarin conventionele MRI geen multipele tuberculeuze granulomen, multinucleate reuscellen, microgliale nodules, perivasculaire cuffing, en cytomegalovirale inclusies aantoonde. Aan de andere kant was een veel voorkomende bevinding op T2-gewogen MRI’s in 6 gevallen een punctate of fragmentarische hyperintensiteit in de basale ganglia. De overeenkomstige histologische veranderingen omvatten verkalking van vaten met verbrede perivasculaire ruimten en gemineraliseerde neuronen.
Revel en medewerkers rapporteerden de beeldvormingsbevindingen van 5 patiënten met AIDS die een eerdere diagnose van en daaropvolgende behandeling voor toxoplasmose hadden gekregen. Nonenhanced CT scans verkregen ongeveer 6 maanden na de CNS infectie toonden hyperattenuating laesies. MRI werd uitgevoerd in alle gevallen: in 4 van de 5 patiënten werden de hyperattenuerende gebieden op de CT-scans gekenmerkt door een hoge signaalintensiteit op de T1-gewogen MRI’s. In 2 van de 4 gevallen bevestigde pathologische correlatie een bloeding. In het vijfde geval bevestigde de pathologische correlatie de MRI-bevindingen die verkalking hadden gesuggereerd.
In een andere studie van 12 gevallen van AIDS werden de radiologische (MRI en CT-scan) en pathologische bevindingen in de hersenen gecorreleerd. Balakrishnan et al noteerden elk 3 gevallen van HIV encephalopathie, primair lymfoom, en toxoplasmose en 1 geval van cryptokokkose, cytomegalovirus infectie, en PML. MRI was beter dan CT-scan in het duidelijk afbeelden van de verschillende craniale laesies; op basis van MRI-kenmerken was HIV-encefalopathie te onderscheiden van andere laesies, met name PML. Hoewel de basale ganglia de meest voorkomende plaatsen van betrokkenheid bij opportunistische infecties en primair lymfoom bleken te zijn, werden geen betrouwbare onderscheidende kenmerken tussen laesies in de basale ganglia gevonden, met uitzondering van een uniek uiterlijk voor cryptokokkenlaesies.
Een verscheidenheid aan hersenlaesies komt voor in de setting van AIDS, waaronder toxoplasmose, tuberculoom en primair lymfoom. Differentiatie tussen deze laesies kan moeilijk zijn, maar is belangrijk vanwege de uiteenlopende therapeutische uitdagingen.
MRI speelt een essentiële rol bij de differentiatie van de cerebrale laesies. Er zijn verschillende MRI-patronen beschreven bij cerebrale toxoplasmose. Een “concentrisch doelteken” op T2-gewogen beelden met concentrische hyperintense en hypointense zones wordt verondersteld specifieker te zijn voor de diagnose van cerebrale toxoplasmose die concentrische afwisselende zones van hypointensiteit en hyperintensiteit heeft, verondersteld specifieker te zijn dan het bekende “excentrische doelteken”. Mahadevan et al beschreven een geval waarin zo’n teken gecorreleerd werd met postmortale bevindingen van een 40-jarige man met AIDS-geassocieerde cerebrale toxoplasmose. De concentrische afwisselende zones van hypointensiteit, hyperintensiteit en isointensiteit kwamen overeen met zones van bloeding/fibrinerijke necrose met oedeem/coagulatieve compacte necrose/ontsteking met bijgemengde schuimende histiocyten, waarbij de bloeding de buitenste zone vormde, respectievelijk.