Udvikling og validering af avancerede MR-metoder til kliniske applikationer

Formålet med denne undersøgelse er at (1) Udvikle og optimere erhvervelsesmetoder for MRI-baserede biomarkører, der er indikative for hjernetumor patofysiologi. Disse metoder omfatter, men er ikke begrænset til, DWI, CEST og Dynamic Susceptibility Contrast (DSC) og Dynamic Contrast Enhanced (DCE) MRI; og (2) Valider DSC-MRI-nøjagtighed ved sammenligning med en intravaskulær referencestandard. Udviklingsstudier: Under udviklingen af ​​nye billeddannelsesbaserede biomarkører er det afgørende at optimere optagelsesparametre, systematisk karakterisere ydeevne og kontrast i patologien af ​​interesse, validere med histopatologi og etablere test-gentest-repeterbarhed. Det første mål med denne undersøgelse er således at udvikle avancerede Diffusion Weighted Imaging (DWI), CEST og DSC/DCE-MRI metoder til anvendelse på hjernetumorer. Mål 1 er en enkeltcenterundersøgelse af op til 60 forsøgspersoner, der udføres for at udforske og optimere billeddannelsessignaturer, der indikerer ændrede funktionelle tumortilstande. Disse avancerede billeddannelsesmetoder vil give efterforskerne mulighed for at undersøge neuropatologiske tumorkorrelater, herunder cellulære karakteristika, molekylære og metaboliske ændringer og vaskulære karakteristika. Sammenlignet med eksisterende konventionel anatomisk billeddannelse antager forskerne, at disse eksperimentelle metoder vil være bedre i stand til at karakterisere hjernetumorer og vil have potentiale til at fungere som nye biomarkører af diagnostisk og terapeutisk betydning. Forskernes tilgang samler biofysisk og fysiologisk information opnået fra MR og korrelerer dette med kliniske diagnoser og resultater. Validering af DSC-MRI: På trods af DSC-MRI's potentielle indvirkning på klinisk pleje, har dens brede integration været langsom, for en stor del på grund af manglende konsensus om metodologi og hvordan man kan forhindre potentielle CBV-unøjagtigheder. Selvom DSC-MRI er afhængig af antagelsen om, at gadolinium-baserede kontrastmidler forbliver i det vaskulære lumen, bliver denne tilstand ofte overtrådt in vivo. Hvis der ikke korrigeres for, fører kontrastmiddellækageeffekter til CBV-unøjagtighed, fejldiagnosticering og potentielt fejlbehandling. Selvom der findes adskillige lækagekorrektionsstrategier, som har vist sig klart at forbedre DSC-MRI's kliniske anvendelighed (f.eks. forudsigelse af terapeutisk respons), har en vigtig begrænsning forhindret standardiseringen og den udbredte anvendelse af DSC-MRI-metodologien: Til dato, ingen undersøgelse har valideret nøjagtigheden af ​​lækagekorrigerede CBV-mål hos patienter. Så selvom lækagekorrigerede CBV-værdier kan bruges, for eksempel til at differentiere tumortilbagefald fra efterbehandlingseffekter, er det ukendt, om denne kliniske fordel er en konsekvens af den komplekse kombination af pulssekvensparametre, kinetik, doseringsskema, relaxiviteter og lækagekorrektionsstrategi, eller hvis den beregnede CBV faktisk afspejler den underliggende vaskulære tæthed. Denne sondring er kritisk, fordi den har implikationer for DSC-MRI-standardisering, etablering af CBV-tærskler for klinikbrug, sammenligninger på flere steder og kliniske forsøg. Efterforskerne mener, at denne begrænsning repræsenterer den mest kritiske og klinisk relevante udfordring inden for hjernetumor-DSC-MRI, som det haster med at løse. Mål 2 er en enkelt-center undersøgelse af op til 160 forsøgspersoner, der udføres for at validere nøjagtigheden af ​​DSC-MRI målinger af CBV. For at validere DSC-MRI-målingerne afledt af gadolinium-baserede (Gd) kontrastmidler med lille molekylvægt, vil efterforskerne sammenligne rCBV-kort med dem, der stammer fra det intravaskulære kontrastmiddel, Ferumoxytol. Ferumoxytol er blevet evalueret hos mennesker som et potentielt DSC-MRI-kontrastmiddel, men ikke med det formål at validere lækagekorrektionsteknikker. Da ferumoxytol-baseret DSC-MRI ikke er påvirket af lækageeffekter, muliggør det vurderingen af ​​de mest pålidelige perfusionsmetrikker, der kan forventes fra DSC-MRI, og er som sådan den mest pålidelige referencestandard til at evaluere CBV-nøjagtigheden. Bemærk, at selvom ferumoxytol gennemgår kliniske forsøg som et potentielt DSC-MRI-kontrastmiddel, er det usandsynligt, at det erstatter Gd-baserede kontrastmidler, fordi det ikke kan give den signalforstærkning, der forventes på konventionelle post-kontrast T1-vægtede billeder og derfor er uegnet til brug. med standard svarkriterier.