Užitečnost integrovaného PET/MRI při hodnocení orofaryngeálního spinocelulárního karcinomu

Do tohoto tříletého prospektivního projektu bude zařazeno celkem 160 pacientů s histologicky prokázaným orofaryngeálním SCC podrobeným chemoradiaci. Kritéria pro vyloučení zahrnují předchozí maligní nádor hlavy nebo krku, druhý maligní nádor, vzdálené metastázy, kontraindikace MRI (renální insuficience, kochleární implantát, kardiostimulátor nebo intrakraniální aneuryzmatické feromagnetické klipy) a hladina glukózy v séru > 200 mg/dl. Každý zařazený pacient podstoupí podrobné klinické vyšetření, včetně testu na lidský papilomavirus. Účastníci podstoupí CT hrudníku s nízkou dávkou ve stejný den před PET/MRI. V období po léčbě bude základní MRI celého těla získána 3 měsíce po chemoradiaci. Poté budou účastníci následně každých 6 měsíců sledováni také alternativním CT s rozšířeným polem a celotělovou magnetickou rezonancí. Pokud je recidiva tumoru potvrzena nebo je vysoce suspektní, provede se také PET/MRI pro opětovné stanovení stadia tumoru.

Tříleté plánování Přiměřený počet případů a doba sledování jsou zásadní pro statistickou analýzu a stanovení výsledku orofaryngeálního SCC léčeného chemoradiací. Výzkumníci plánují provést tuto studii za 3 roky.

V prvním roce práce tohoto projektu v prvním roce navrhnou kategorie databank, nastaví pracovní postup a optimalizují zobrazovací protokoly, určí diagnostickou schopnost komponenty MRI, komponenty PET, integrované PET/MRI ve stagingu nádoru určit jakoukoli přidanou diagnostickou hodnotu nekontrastní CT hrudníku v integrované PET/MRI a studovat časnou léčebnou odpověď a vzory reziduálního tumoru.

Ve druhém roce budou řešitelé pokračovat v pracích prvního ročníku a dále zahrnou následující práce ke stanovení incidence a prediktorů selhání léčby orofaryngeálního SCC a ke studiu vzorců léčebné odpovědi a časné recidivy. Ve třetím roce budou vyšetřovatelé pokračovat v předchozí práci a také získají dostatečnou velikost vzorku k provedení statistické analýzy vztahu mezi zobrazovacími parametry a výsledky pacientů, dosáhnou komplexního zobrazení vzorců recidivy nádoru a změn/komplikací po léčbě, prozkoumají do jaké míry mohou biologické zobrazovací parametry ovlivnit výsledek a výběr pacienta pro chemoradiaci a analyzovat přesnost, úskalí a nákladovou efektivitu samotného PET/MRI a PET/MRI s nekontrastní CT hrudníku při hodnocení u pacientů s orofaryngeálním SCC.

PET/MRI data budou získávána na integrovaném PET/MRI skeneru, který snímá současně PET a MR data pomocí 3,0-T magnetu. Vyšetřovací protokol bude kombinovat sken celého těla se specializovaným vyšetřením oblasti hlavy a krku. Všichni účastníci se postí 6 hodin před skenováním. 50–70 minut po injekci 370 MBq FDG bude pacient umístěn na lůžko skeneru PET/MRI. Po rychlém zobrazení T1-vážené sekvence MR lokalizátoru pro skautské zobrazení a sekvence Dixon VIBE pro korekci útlumu bude provedeno celotělové PET skenování v 5 polohách na lůžku pro pokrytí od hlavy po proximální stehno, s dobou akvizice 4 min na polohu lůžka. Současně bude provedeno celotělové MR zobrazení pro odpovídajících 5 poloh lůžka s axiální HASTE sekvencí a koronální STIR sekvencí a také sagitální T1-vážené Turbo spine echo (TSE) a STIR sekvenci.

Poté budou současně provedeny regionální PET a MRI snímky. Regionální PET bude prováděn s dobou akvizice 10 minut, zatímco specializovaná MRI oblasti hlavy a krku bude pořízena v axiální a koronální projekci s T1-váženou sekvencí TSE a T2-váženou sekvencí TSE se saturací tukem. Axiální DWI bude prováděno s použitím single shot spin-echo echo-planární techniky s modifikovaným Stejskal-Tannerovým schématem difuzního gradientu pulzování. Pro rekonstrukci IVIM a zobrazení špičatosti bude použito celkem 10 b hodnot, které jsou: 0, 20, 40, 80, 100, 200, 400, 800, 1200, 1500 sec/mm2. DCE-PWI v oblasti hlavy a krku bude získáno pomocí 3D T1-vážené sekvence zkaženého gradientu-echa. Plošná saturační deska bude implantována níže než získaná oblast, aby se minimalizoval účinek přítoku z karotid. Před podáním kontrastní látky budou ze snímku pořízeného s různými úhly převrácení vypočteny základní hodnoty podélné relaxace. Poté bude získána dynamická série pomocí stejné sekvence s úhlem převrácení 15° po intravenózním podání paramagnetické kontrastní látky rychlostí 3 ml/s. Poté bude získána specializovaná regionální MRI s T1-váženou sekvencí TSE se saturací tuku v axiální a koronální projekci. Nakonec se provede celotělový axiální VIBE se saturací tuku. Celková doba akvizice je asi 42 minut a průměrná doba na pokoji pro PET/MR bude asi 60 minut.

Nezlepšené nízkodávkové CT hrudníku Spirální nízkodávkové CT hrudníku bez vylepšení kontrastní látky bude provedeno před PET/MRI ve stejný den vyšetření. Parametry akvizice zahrnují špičkové napětí 120 kVp, mAs 50, kolimaci 64x0,5 mm a interval rekonstrukce 3 mm.

Analýza dat Čtenáři si jsou vědomi toho, že pacienti mají orofaryngeální SCC, a budou zaslepeni vůči výsledkům jiných studií a údajům PET/MR. Snímky PET, MRI a CT hrudníku budou nejprve interpretovány nezávisle. Všechny snímky budou poté společně zkontrolovány a porovnány. Bude zaznamenán kontrolní seznam různých distribucí extenze tumoru, nodálního rozšíření a vzdálených metastáz. Klinické a zobrazovací nálezy budou společně diskutovány výzkumným týmem Head-and-Neck. Endoskopická biopsie, ultrasonograficky řízená aspirace tenkou jehlou nebo CT řízená biopsie bude provedena u všech lézí s podezřením na malignitu, pokud je to možné. Pokud biopsie léze, která je předmětem zájmu, není proveditelná nebo má negativní výsledek, bude následovat pečlivé klinické a zobrazovací sledování. Všichni účastníci budou sledováni po dobu nejméně 12 měsíců. Klinická a funkční zobrazovací data budou shromážděna a analyzována pro predikci léčebné odpovědi a prognózy. Pro difuzní MRI budou oblasti zájmu manuálně umístěny na léze na mapě ADC, aby pokryly co největší plochu solidního nádoru. Intenzity signálu naměřené na snímcích získaných při různých hodnotách b S(b) budou numericky přizpůsobeny modelu, S(b)=S0 e-b*ADC, kde S0 a Sb jsou intenzity signálu při různých hodnotách b, Pro zobrazování IVIM , vztah mezi intenzitami signálu a hodnotami b lze vyjádřit rovnicí: Sb/S0 = (1-f )．exp(-bD) + f．exp[-b( D + D＊)] kde f je mikrovaskulární objemový zlomek představující podíl difúze spojené s mikrocirkulací, D představuje čistý difúzní koeficient a D* je inkoherentní mikrocirkulace související s perfuzí. Pro DKI lze vztah mezi intenzitami signálu a hodnotami b vyjádřit rovnicí: ln[S(b)] = ln[S(0)] - b x Dapp + 1/6b2 x Dapp2 x Kapp kde S je signál intenzita (libovolné jednotky), b je hodnota b (s/mm2), Dapp je zdánlivý difúzní koeficient (10-3 mm2/s) a Kapp je zjevný koeficient špičatosti označující odchylku od Gaussova rozdělení. Provedeme také monoexponenciální přizpůsobení pomocí Kapp=0 v rovnici, čímž získáme ADCmono. Pro DCE-PWI MRI bude v každém voxelu v nádoru stanovena změna koncentrace kontrastní látky v čase, Ct(t), a na každý voxel bude aplikován kompartmentální kinetický model traceru pomocí funkce arteriálního vstupu, Cp(t), měřeno u každého jednotlivce: Ct (t)=VpCp(t) + Ktrans ∫0 t Cp(t' ) exp(Ktrans(t-t') /Ve )dt' kde t' je čas ( v minutách) jako integrační proměnná a Cp(ť) je koncentrace kontrastní látky v krevní plazmě jako funkce času.

U parametrů PET zobrazování budou SUV a MTV cílových lézí měřeny z 18F-FDG PET snímků s korekcí atenuace nakreslením hranic dostatečně velkých, aby zahrnovaly léze. Pro vymezení MTV se použije práh SUV 2,5. TLG se vypočítá jako součin středního SUV a MTV.