Vývoj a validace pokročilých MRI metod pro klinické aplikace

Cíle této studie jsou (1) Vyvinout a optimalizovat akviziční metody pro biomarkery založené na MRI, které svědčí o patofyziologii mozkového nádoru. Tyto metody zahrnují, ale nejsou omezeny na, DWI, CEST a dynamickou susceptibilní kontrast (DSC) a Dynamic Contrast Enhanced (DCE) MRI; a (2) Ověřte přesnost DSC-MRI porovnáním s intravaskulárním referenčním standardem. Vývojové studie: Během vývoje nových biomarkerů založených na zobrazování je zásadní optimalizovat parametry akvizice, systematicky charakterizovat výkon a kontrast v patologii, která nás zajímá, ověřit histopatologií a stanovit opakovatelnost testu a opakovaného testu. Prvním cílem této studie je tedy vyvinout pokročilé metody Diffusion Weighted Imaging (DWI), CEST a DSC/DCE-MRI pro aplikaci na mozkové nádory. Cíl 1 je jednocentrová studie až 60 subjektů, která se provádí za účelem prozkoumání a optimalizace zobrazovacích signatur svědčících o změněných funkčních nádorových stavech. Tyto pokročilé zobrazovací metody umožní výzkumníkům zkoumat neuropatologické nádorové korelace, včetně buněčných charakteristik, molekulárních a metabolických změn a vaskulárních charakteristik. Ve srovnání se stávajícím konvenčním anatomickým zobrazováním vědci předpokládají, že tyto experimentální metody budou schopny lépe charakterizovat mozkové nádory a budou mít potenciál sloužit jako nové biomarkery diagnostického a terapeutického významu. Přístup výzkumníků spojuje biofyzikální a fyziologické informace získané z MRI a koreluje je s klinickými diagnózami a výsledky. Validace DSC-MRI: Navzdory potenciálnímu dopadu DSC-MRI na klinickou péči je jeho široká integrace pomalá, z velké části kvůli nedostatku konsenzu ohledně metodologie a toho, jak předcházet potenciálním nepřesnostem CBV. Ačkoli DSC-MRI spoléhá na předpoklad, že kontrastní látky na bázi gadolinia zůstávají uvnitř cévního lumen, tento stav je často porušován in vivo. Pokud nedojde k nápravě, účinky úniku kontrastní látky vedou k nepřesnosti CBV, chybné diagnóze a potenciálně špatnému zacházení. I když existuje řada strategií korekce úniku, u kterých bylo prokázáno, že jasně zlepšují klinickou užitečnost DSC-MRI (např. předpovídání terapeutické odpovědi), klíčové omezení brání standardizaci a širokému přijetí metodologie DSC-MRI: Dosud žádná studie ověřila přesnost měření CBV korigovaných na únik u pacientů. Takže zatímco hodnoty CBV korigované na únik lze použít například k odlišení recidivy nádoru od účinků po léčbě, není známo, zda je tento klinický přínos důsledkem složité kombinace parametrů pulzní sekvence, kinetiky, dávkovacího schématu, relaxivit a strategie korekce prosakování nebo zda vypočtený CBV skutečně odráží základní vaskulární hustotu. Toto rozlišení je zásadní, protože má důsledky pro standardizaci DSC-MRI, stanovení prahů CBV pro klinické použití, srovnání na více místech a klinické studie. Výzkumníci se domnívají, že toto omezení představuje nejkritičtější a klinicky relevantní výzvu v oblasti mozkového nádoru DSC-MRI, kterou je naléhavě nutné řešit. Cíl 2 je jednocentrová studie až 160 subjektů, která se provádí za účelem ověření přesnosti měření CBV pomocí DSC-MRI. Pro ověření měření DSC-MRI odvozených od kontrastních látek na bázi gadolinia (Gd) s malou molekulovou hmotností výzkumníci porovnají mapy rCBV s mapami odvozenými z intravaskulární kontrastní látky, Ferumoxytolu. Ferumoxytol byl u lidí hodnocen jako potenciální kontrastní látka DSC-MRI, ale ne pro účely ověření technik korekce úniku. Vzhledem k tomu, že DSC-MRI na bázi ferumoxytolu není ovlivněno efekty úniku, umožňuje hodnocení nejspolehlivějších perfuzních metrik, které lze očekávat od DSC-MRI, a jako takové je nejspolehlivějším referenčním standardem pro hodnocení přesnosti CBV. Všimněte si, že zatímco ferumoxytol prochází klinickými studiemi jako potenciální kontrastní látka pro DSC-MRI, je nepravděpodobné, že by nahradil kontrastní látky na bázi Gd, protože nemůže poskytnout zesílení signálu očekávané na konvenčních postkontrastních T1 vážených snímcích, a proto je nevhodný pro použití se standardními kritérii odezvy.