Nyttigheden af ​​integreret PET/MRI i oropharyngeal planocellulær karcinomvurdering

I dette tre-årige prospektive projekt vil i alt 160 patienter med histologisk påvist oropharyngeal SCC udsat for kemoradiation blive indskrevet. Eksklusionskriterier omfatter tidligere ondartet hoved- eller halstumor, en anden ondartet tumor, fjernmetastaser, kontraindikationer til MR (nyreinsufficiens, cochleært implantat, pacemaker eller intrakranielle aneurysmale ferromagnetiske clips) og serumglukoseniveau >200 mg/dl. Hver indskrevne patient vil gennemgå detaljeret klinisk undersøgelse, herunder human papillomavirus test. Deltagerne vil gennemgå lavdosis thorax-CT samme dag før PET/MRI. I efterbehandlingsperioden vil baseline helkrops-MRI blive opnået 3 måneder efter kemoradiation. Derefter vil deltagerne også blive fulgt op med alternativ CT og helkrops-MR hver 6. måned. Hvis tumortilbagefald er bekræftet eller stærkt mistænkt, vil der også blive udført PET/MRI til tumorgenstadie.

Den treårige planlægning Tilstrækkeligt antal tilfælde og opfølgningsvarighed er afgørende for statistisk analyse og resultatbestemmelse af oropharyngeal SCC behandlet med kemoradiation. Efterforskerne planlægger at gennemføre denne undersøgelse om 3 år.

I det første år vil arbejdet med dette projekt i det første år designe databankkategorierne, opsætte arbejdsgangen og optimere billeddannelsesprotokollerne, bestemme den diagnostiske kapacitet af MRI-komponent, PET-komponent, integreret PET/MRI i tumorstadieinddeling , bestemme enhver tilføjet diagnostisk værdi af non-contrast thorax CT i integreret PET/MRI, og studere den tidlige behandlingsrespons og mønstrene for resterende tumor.

I det andet år vil efterforskerne fortsætte til det første års arbejde og yderligere inkludere følgende værker for at bestemme forekomst og prædiktorer for behandlingssvigt af oropharyngeal SCC og for at studere mønstrene for behandlingsrespons og tidligt tilbagefald. I det tredje år vil efterforskerne fortsætte med at udføre tidligere arbejde og vil også få tilstrækkelig stikprøvestørrelse til at udføre statistisk analyse af sammenhængen mellem billeddiagnostiske parametre og patientresultater, opnå omfattende billeddannelse om mønstre af tumortilbagefald og ændringer/komplikationer efter behandling, undersøge i hvilket omfang biologiske billeddiagnostiske parametre kan påvirke udfald og patientvalg til kemoradiation, og analyser nøjagtigheden, faldgruberne og omkostningseffektiviteten af ​​PET/MRI alene og PET/MRI med non-contrast thorax CT ved evaluering af patienter med oropharyngeal SCC.

PET/MRI-data vil blive indhentet på den integrerede PET/MRI-scanner, som indsamler samtidige PET- og MR-data med en 3.0-T magnet. Undersøgelsesprotokollen vil kombinere en helkropsscanning med en dedikeret undersøgelse af hoved- og halsområdet. Alle deltagere faster i 6 timer før scanningen. 50-70 minutter efter injektion af 370 MBq FDG vil patienten blive placeret på PET/MRI-scannersengen. Efter fast-view T1-vægtet MR-lokaliseringssekvens til spejderbilleddannelse og Dixon VIBE-sekvens til dæmpningskorrektion, vil der blive udført en PET-scanning af hele kroppen i 5 sengepositioner for at dække fra hovedet til det proksimale lår med en optagelsestid på 4 min per sengestilling. Samtidig vil helkrops-MR-billedoptagelse blive udført for de tilsvarende 5 sengepositioner med den aksiale HASTE-sekvens og koronale STIR-sekvens samt det sagittale T1-vægtede Turbo spine echo(TSE) og STIR-sekvens.

Derefter vil der samtidigt blive udført regionale PET- og MR-billeder. Regional PET vil blive udført med en optagelsestid på 10 minutter, mens en dedikeret MRI af hoved-halsregionen vil blive erhvervet i de aksiale og koronale projektioner med T1-vægtet TSE-sekvens og T2-vægtet TSE-sekvens med fedtmætning. Aksial DWI vil blive udført ved hjælp af en enkelt skud spin-ekko ekko-planar teknik med modificeret Stejskal-Tanner diffusionsgradient pulserende skema. I alt 10 b-værdier vil blive brugt til rekonstruktion af IVIM og kurtosis-billeddannelse, som er: 0, 20, 40, 80, 100, 200, 400, 800, 1200, 1500 sek/mm2. DCE-PWI ved hoved- og halsregionen vil blive erhvervet ved at bruge en 3D T1-vægtet forkælet gradient-ekkosekvens. En rumlig mætningsplade vil blive implanteret lavere end den erhvervede region for at minimere indstrømningseffekten fra halspulsårerne. Før kontrastmiddeladministrationen vil basislinjeværdierne for langsgående afslapningstid blive beregnet ud fra billede opnået med forskellige flip-vinkler. Derefter vil den dynamiske serie blive erhvervet ved hjælp af den samme sekvens med en 15° flip-vinkel, efter intravenøs administration af paramagnetisk kontrastmiddel ved 3 ml/s. Derefter vil der blive opnået dedikeret regional MRI med T1-vægtet TSE-sekvens med fedtmætning i de aksiale og koronale projektioner. Til sidst vil hele kroppen aksial VIBE med fedtmætning blive udført. Den samlede optagelsestid er ca. 42 minutter, og den gennemsnitlige in-room tid for PET/MR vil være ca. 60 minutter.

Ikke-forstærket lavdosis thorax CT Spiral lavdosis thorax CT uden kontrastmaterialeforstærkning vil blive udført før PET/MRI på samme undersøgelsesdag. Optagelsesparametre inkluderer spidsspænding på 120 kVp, mAs på 50, kollimering på 64x0,5 mm og rekonstruktionsinterval på 3 mm.

Dataanalyse Læsere er opmærksomme på, at patienter har oropharyngeal SCC, og de vil blive blindet over for resultaterne af andre undersøgelser og PET/MR-data. PET-, MR- og CT-billederne for brystet vil først blive fortolket uafhængigt. Alle billeder vil derefter blive gennemgået sammen og sammenlignet. En tjekliste over forskellige fordelinger af tumorforlængelse, nodal spredning og fjernmetastaser vil blive registreret. De kliniske og billeddiagnostiske resultater vil blive diskuteret i fællesskab af hoved- og hals-forskningsteamet. Endoskopisk biopsi, ultrasonografisk guidet finnålsaspiration eller CT-guidet biopsi vil blive udført ved eventuelle læsioner, der er mistanke om malignitet, hvis det er muligt. Hvis biopsi af den interessante læsion ikke er mulig eller giver et negativt resultat, vil der blive fulgt tæt op på klinisk og billeddiagnostisk opfølgning. Alle deltagere vil blive fulgt op i mindst 12 måneder. De kliniske og funktionelle billeddiagnostiske data vil blive indsamlet og analyseret for at forudsige behandlingsrespons og prognose. Til diffusions-MRI vil områder af interesse manuelt blive placeret på læsionerne på ADC-kortet for at omfatte så meget af det solide tumorområde som muligt. Signalintensiteterne målt på billederne optaget ved forskellige b-værdier S(b) vil blive numerisk tilpasset modellen, S(b)=S0 e-b*ADC, hvor S0 og Sb er signalintensiteter ved forskellige b-værdier, Til IVIM-billeddannelse , kan forholdet mellem signalintensiteter og b-værdier udtrykkes ved ligningen: Sb/S0 = (1-f )．exp(-bD) + f．exp[-b( D + D＊)] hvor f er en mikrovaskulær volumenfraktion, der repræsenterer den fraktion af diffusionen, der er knyttet til mikrocirkulation, D repræsenterer ren diffusionskoefficient, og D* er perfusionsrelateret usammenhængende mikrocirkulation. For DKI kan forholdet mellem signalintensiteter og b-værdier udtrykkes ved ligningen: ln[S(b)] = ln[S(0)] - b x Dapp + 1/6b2 x Dapp2 x Kapp hvor S er signalet intensitet (vilkårlige enheder), b er b-værdien (s/mm2), Dapp er den tilsyneladende diffusionskoefficient (10-3 mm2/s), og Kapp er den tilsyneladende kurtosekoefficient, der angiver afvigelsen fra en Gauss-fordeling. Vi vil også udføre monoeksponentiel tilpasning ved at bruge Kapp=0 i ligningen, hvilket giver ADCmono. For DCE-PWI MRI vil ændringen i kontrastmiddelkoncentration over tid, Ct(t), blive bestemt i hver voxel i tumoren, og den kompartmentelle sporstof-kinetiske model vil blive anvendt på hver voxel ved at bruge en arteriel inputfunktion, Cp(t), målt i hvert individ: Ct (t)=VpCp(t) + Ktrans ∫0 t Cp(t' ) exp(Ktrans(t-t') /Ve )dt' hvor t' er tiden ( i minutter) som en integrationsvariabel, og Cp(t') er koncentrationen af ​​kontrastmiddel i blodplasmaet som en funktion af tiden.

For PET-billeddannelsesparametre vil SUV og MTV af mållæsionerne blive målt ud fra dæmpningskorrigerede 18F-FDG PET-billeder ved at tegne de tegnede grænser store nok til at inkludere læsionerne. En SUV-tærskel på 2,5 vil blive brugt til at afgrænse MTV. TLG beregnes som produktet af den gennemsnitlige SUV og MTV.