CEST- Glucose Enhanced MRI pro metastatické mozkové nádory

Účel: Kvantitativně porovnat glukózou zesílenou MRI se současnou standardní GBCA zesílenou MRI u účastníků s metastatickými nádory mozku před absolvováním radioterapie od British Columbia Cancer Agency ve Vancouver Cancer Centre.

Hypotézy: 1) MRI zvýrazněné glukózou zvýrazní maligní metastatické nádory mozku se srovnatelným kontrastem k šumu ve srovnání s GBCA a 2) Zvýšení glukózou u mozkových nádorů nabídne jedinečné a doplňkové informace ve srovnání s MR vylepšenými GBCA.

Odůvodnění: Současná standardní kontrastní látka pro MRI pro metastatické mozkové nádory, GBCA, je omezena nízkou specificitou, protože GBCA se hromadí v oblastech s narušenou hematoencefalickou bariérou v důsledku rakoviny, radiační nekrózy a pseudoprogrese po radioterapii. Pro radiační onkology je důležité spolehlivě identifikovat recidivující rakovinu, nekrózy a záněty po léčbě; a GBCA to neumožňuje. Proto existuje klinická potřeba MRI techniky, která nabízí zlepšenou specificitu pro charakterizaci metastatických mozkových nádorů před a po terapii. Glukózou zesílená MRI představuje novou techniku, která by mohla nabídnout zlepšenou specificitu pro detekci metastatických mozkových nádorů.

Zdůvodnění počtu zahrnutých účastníků: Očekává se, že velikost zesílení signálu se bude mezi účastníky lišit, protože 1) metastatické mozkové nádory vykazují různé vzorce vylepšení včetně prstencových, pevných a nodulárních a 2) metastatické mozkové nádory se budou lišit ve velikosti. Proto je 20 účastníků považováno za dostatečné k poskytnutí přiměřeně přesného odhadu očekávaného středního kontrastu nádoru a také očekávaného rozptylu kontrastu nádoru pro budoucí klinické studie. Do studie bude zahrnut jeden další zdravý účastník, který provede „testovací běh“ komplikovaného protokolu MRI a infuze.

Cíle:

1. Porovnejte mapy plochy pod křivkou (AUC) vypočítané s glukózou a GBCA v nádorových a kontralaterálních oblastech mozku v různých časových intervalech.
2. Porovnejte MRI se zvýšeným kontrastem po injekci, které zobrazují maximální kontrast nádoru pro jednotlivé snímky, abyste porovnali „okamžitý“ kontrast z MRI se zvýšeným glukózou a GBCA.

Návrh výzkumu a statistická analýza:

Nábor účastníků: Nábor začne tím, že se spolupracující radiační onkologové zeptají vhodných pacientů, zda mají zájem o účast ve výzkumné studii MRI. Studie bude popsána a pokud budou mít pacienti stále zájem, bude přijat souhlas a budou vyplněny screeningové formuláře. Účastníci budou naplánováni na rutinní krevní test, aby se provedl screening způsobilosti (stav glukózy v krvi a funkce ledvin). Účastníci budou také naplánováni na schůzku MRI ve výzkumném centru UBC MRI.

Účastníci budou požádáni, aby se noc před vyšetřením magnetickou rezonancí postili. Bude jim navrženo, aby: „Jedli normální večeři a pak nejedli a pili vodu pouze od půlnoci až do vyšetření magnetickou rezonancí, které bude naplánováno na ráno, aby se minimalizovalo trvání půstu.“

Podrobnosti studie MRI: Bude provedeno ve výzkumném centru UBC MRI pomocí 3T Philips Achieva MRI.

Příprava intravenózního katétru: Pacienti přijdou a nitrožilní katétr jim zavede do jedné paže kvalifikovaná sestra nebo lékař. Hladiny glukózy nalačno budou měřeny glukometrem pomocí 1-2 ml vzorku krve. Studie budou pokračovat pouze účastníci s normálními hladinami glukózy v krvi nalačno (70-125 mg/dl). První intravenózní katétr bude použit ke sledování hladiny glukózy v krvi každých 10 minut po bolusové injekci, dokud se nevrátí k normálu. Druhý intravenózní katétr se umístí na opačné rameno pro infuzi glukózy a infuzi GBCA (gadobutrol).

Protokol infuze glukózy: K tomu dojde, když účastník leží na MRI. Protokol napodobuje intravenózní glukózový toleranční test. Bolusová injekce nemocničního stupně 25 g 50% roztoku dextrózy po dobu 1 minuty se používá ke zvýšení koncentrace glukózy v krvi na přibližně 3-4násobek normální hladiny. Hladiny glukózy v krvi by se podle předchozích studií měly vrátit na normální hodnoty během 30 až 60 minut.

Infuzní protokol GBCA: K tomu dojde také, když účastník leží na MRI a přibližně 20 minut po infuzi glukózy. Standardní intravenózní bolusová injekce 0,1 mM/kg gadobutrolu (Gadovist) při rychlosti injekce 5 ml/s.

Časová osa MRI: Metastatické nádory budou zpočátku detekovány pomocí standardní 3D T2-vážené MRI. Poté bude vybrán segment zájmu obsahující maximální pokrytí nádorem pro zbytek studie. U účastníků s více metastázami bude ohniskem největší neléčená léze a pokud je to proveditelné, bude zahrnuto více lézí.

Skenování magnetickou rezonancí bude zahrnovat: 1) Scouting a shimming magnetického pole; 2) 3D T2 vážená MRI; 3) Mapy magnetického pole (B0 & B1); 4) Z-spektrum před injekcí glukózy; 5) Zahajte sériovou MRI se zvýšenou hladinou glukózy; [infuze glukózy po 3 minutách]; 6) Z-spektrum po injekci glukózy po 10 minutách; 7) Zahajte sériovou MRI váženou gadobutrolem váženou T1; [infuze gadobutrolu po 3 minutách]; 8) Pokračujte v Gd-enhanced MRI skenování až do 10 minut po injekci.

Analýza dat MRI bude provedena za použití dobře zdokumentovaných standardních technik s využitím na zakázku vytvořeného softwaru Matlab.

Statistika: Statistika střední hodnoty a směrodatné odchylky bude vypočítána pro data vylepšená glukózou a gadobutrolem. Kontrast nádoru k šumu bude vypočítán pomocí AUC křivek a také jednotlivých MR snímků. Tyto metriky pomohou kvantifikovat citlivost detekce nádoru glukózou vylepšené MRI vzhledem k GBCA vylepšené MRI. Vyšetřovatelé očekávají, že obě techniky nabídnou podobný kontrast k šumu u metastatických nádorů, na základě dříve hlášených výsledků u lidských účastníků s gliomovými nádory.