CT-Perfusion in der Prognose von hochgradigem zerebralem Gliom

Zweck der Forschung: Bewertung der Nützlichkeit des nicht-invasiven Bildgebungsverfahrens der Computertomographie (CT)-Perfusion bei der präoperativen Prognose von hochgradigen zerebralen Gliomen.

Hintergrundinformationen: In Kanada sind jährlich etwa 2300 Menschen von Hirntumoren betroffen. Das hochgradige Gliom ist der häufigste primäre Hirntumor bei Erwachsenen und macht etwa 2,5 % aller Krebstodesfälle aus. Die tatsächliche Inzidenz von hochgradigem Gliom im Land ist nicht bekannt, aber es betrifft etwa 2 pro 100.000 Menschen pro Jahr in Nova Scotia. Eine nicht-invasive, genaue und rechtzeitige Diagnose ist unerlässlich.

Hochgradiges Gliom ist ein aggressives Neoplasma, und die mediane Überlebenszeit der betroffenen Patienten beträgt 12 Monate, unabhängig von jeglicher Behandlungsform. Die Prognose dieser Patienten kann nur anhand der Pathologie nach Biopsie oder Operation bestimmt werden. Herkömmliche bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) allein helfen nicht bei der Vorhersage des Malignitätsgrades von zerebralen Gliomen. Die Bildung neuer Blutgefäße spielt eine zentrale Rolle beim Wachstum und der Ausbreitung von Tumoren. Das fortschrittliche bildgebende Instrument der Computertomographie (CT) Perfusion kann verwendet werden, um die Blutversorgung des Tumors auf der Ebene der Kapillaren zu untersuchen. Diese Informationen ermöglichen die Bestimmung der Aggressivität zerebraler Gliome zum Zeitpunkt der Diagnose.

Um Patienten mit hochgradigem zerebralem Gliom besser und aggressiver behandeln zu können, ist es wichtig, Patienten zu identifizieren, deren Lebenserwartung relativ länger sein könnte. Die beiden hochgradigen Gliome wurden in der Literatur sowohl für die Behandlung als auch für die Prognose zusammengefasst. Es gibt nur wenige Studien, die sich mit der Differenzierung der beiden höheren Grade von Gliomen beschäftigt haben. Einige davon sind unsere eigenen Vorstudien. In einer vorläufigen Studie mit 20 solchen Patienten haben Forscher gezeigt, dass die CT-Perfusion das Überleben vorhersagen kann, unabhängig vom pathologischen Grad und der erhaltenen Behandlung. In der vorliegenden Studie möchten die Forscher unsere vorläufigen Ergebnisse auf eine größere Gruppe von Patienten ausdehnen, um sicherzustellen, dass diese Technik tatsächlich robust ist. Bei Patienten mit kürzerem Überleben können die Perfusionsparameter bei der Identifizierung neuer therapeutischer Ziele (z. B. antiangiogener Wirkstoffe) helfen, die bei der Behandlung dieser Patienten hilfreich sein können.

Sowohl CT- als auch MR-Perfusionsstudien können verwendet werden, um die Blutversorgung von Hirntumoren zu beurteilen. Aufgrund des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Kontrastmittelkonzentration und Signalintensitätsänderung ist die MR-Perfusion hinsichtlich der absoluten Quantifizierung der Perfusionsparameter limitiert. MR-Perfusionsstudien erfordern auch zwei Bolusinjektionen von Kontrastmitteln. Die CT-Perfusion ist eine weithin verfügbare und zuverlässige Technik, die eine absolute Quantifizierung von Perfusionsparametern mit einer einzigen Akquisition und einem einzigen Bolus eines Kontrastmittels liefern kann.

Hypothese – CT-Perfusion bei hochgradigen zerebralen Gliomen kann das Überleben unabhängig vom pathologischen Grad und unabhängig von der gegebenen Behandlung vorhersagen.

Spezifische Ziele: Durchführung einer prospektiven Studie in einer größeren Kohorte von Patienten mit hochgradigen zerebralen Gliomen, um den Nutzen der CT-Perfusion zu bewerten und dies mit demografischen Faktoren, Tumorgrad und Behandlung zur Einschätzung der Prognose zu vergleichen.

Forschungsdesign: Diese prospektive Kohortenstudie wird über einen Zeitraum von 2 Jahren am QE II Health Sciences Centre, Infirmary Site, durchgeführt. Alle Patienten, die eine neu entdeckte Hirnläsion aufweisen, die wahrscheinlich ein hochgradiges zerebrales Gliom ist, entweder auf CT oder MRT des Gehirns, werden gebeten, an dieser Studie teilzunehmen. Schwangere Patienten oder Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion werden von der Studie ausgeschlossen. Eine informierte Zustimmung wird eingeholt.

Jedes Jahr stellen sich etwa 100 neue Patienten mit zerebralem Gliom in unserer Hirntumorklinik vor. Unsere Absicht ist es, jedes Jahr mindestens 50 Patienten mit hochgradigem zerebralem Gliom für 2 aufeinanderfolgende Jahre zu rekrutieren. Jeder Patient wird einem einzelnen CT-Perfusionsscan unterzogen, bevor er sich einer Biopsie oder chirurgischen Resektion unterzieht.

CT-Perfusionstechnik – Der CT-Perfusionsscan wird auf einem 128-Schicht-Multidetektor-CT-Scanner (Somatom Definition Flash, Siemens) durchgeführt. Eine CT-Perfusionsbildgebung wird zum Zeitpunkt der routinemäßigen präoperativen Neuronavigationsbildgebung durchgeführt. Ein CT-Kopfscan ohne Kontrastmittel wird durchgeführt, um den Tumor zu lokalisieren, bevor ein Perfusionsscan durchgeführt wird. Auf Höhe des Tumors werden vier 5 mm dicke Schnitte mit einer Matrixgröße von 512 x 512 ausgewählt. Mehrere Bilder werden auf jeder Ebene aufgenommen, beginnend 5 Sekunden nach der Injektion von 50 ml nichtionischem jodiertem Kontrastmittel (Omnipaque 300) mit einer Rate von 4 ml/s. Die Erfassungsparameter sind 80 kVp und 100 mA. Die Bilder werden jede Sekunde für insgesamt 110 Sekunden aufgenommen. Die Bilder werden an eine separate Nachbearbeitungsstation gesendet und die Nachbearbeitung wird mit der CT-Perfusionssoftware (Siemens) durchgeführt. Zwei CT-Perfusionsparameter (zerebrales Blutvolumen und Permeabilitätsoberflächenprodukt) werden anhand mehrerer interessierender Regionen in den Tumorbereichen mit den höchsten Perfusionswerten berechnet. Ein weiterer interessierender Bereich wird in der kontralateralen normal aussehenden weißen Substanz platziert.

Der Patient wird einer Biopsie oder Operation und einer histopathologischen Untersuchung des Gewebes gemäß dem Behandlungsstandard in unserem Krankenhaus unterzogen. Die Perfusionsparameter werden mit dem pathologischen Gliomgrad korreliert. Der Patient erhält eine adjuvante Behandlung gemäß dem institutionellen Versorgungsstandard und wird klinisch gemäß dem Versorgungsstandard weiterverfolgt. Die Perfusionsparameter werden dann mit dem Überleben dieser Patienten korreliert.

Datenanalyse – Perfusionsparameter werden zwischen Gliom und normalem Gehirngewebe und zwischen verschiedenen Graden von Gliomen unter Verwendung eines Studententests mit 2 Stichproben verglichen. Eine Cox-Regressionsanalyse mit proportionalen Risiken wird verwendet, um die Beziehung zwischen dem Gesamtüberleben und den Perfusionsparametern zu bestimmen. Kaplan-Meier-Überlebenskurven werden gezeichnet, um die Beziehung zwischen Perfusionsparametern und Gesamtüberleben bei Patienten zu demonstrieren. Ein p-Wert von weniger als 0,05 wird als statistisch signifikant angesehen.

Erwartungen und Relevanz der vorgeschlagenen Forschung

• Die CT-Perfusion hilft bei der präoperativen Charakterisierung hochgradiger zerebraler Gliome und ihrer Aggressivität.
• Perfusionsparameter helfen bei der Vorhersage der Prognose (unabhängig vom Grad des Tumors und der durchgeführten Behandlung) von Patienten mit hochgradigem zerebralem Gliom. Dies kann dabei helfen, eine aggressive Therapie gezielt auf Patienten mit voraussichtlich längerem Überleben auszurichten.
• Bei Patienten mit vorhergesagtem kürzerem Überleben können die Perfusionsparameter die zukünftige Forschung zu neuen therapeutischen Zielen lenken.

Mögliche Fallstricke und mögliche Lösungen:

1. Strahlenbelastung durch CT-Perfusion – Diese Patienten werden im Rahmen ihrer Behandlung einer Strahlentherapie unterzogen, die im Vergleich zur CT-Perfusion eine deutlich höhere Strahlendosis aufweist. Die Strahlendosis der CT-Perfusion entspricht der von 2-Kopf-CT-Scans.
2. Mögliche Nierentoxizität von jodiertem Farbstoff – Es werden nur 50 ml CT-Farbstoff verwendet, was im Vergleich zur regulären Dosis für einen erweiterten CT-Scan geringer ist. Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion werden von unserer Studie ausgeschlossen.