Messung der Hypoxie von Kopf-Hals-Tumoren mit PET-MRT (EF5NECK)

Dies ist eine nicht-randomisierte prospektive Studie, die darauf abzielt, [18F]EF5-PET-Daten und MR-Bildgebungsdaten zu vergleichen, die mit simultaner PET/MR-Bildgebung erfasst wurden. Ein hypoxischer Tumor neigt dazu, aggressiver zu sein als sein nicht-hypoxisches Gegenstück, da Hypoxie das invasive Tumorwachstum und die metastatische Ausbreitung der Krankheit fördert. Die nachteilige Wirkung von Hypoxie auf das Ergebnis der Strahlentherapie (RT) ist besonders wichtig bei Kopf-Hals-Tumoren.

EF5 ist eine umfassend untersuchte Hypoxie-avide Verbindung, die in radioaktiv markierter Form in der [18F]EF5-PET-Bildgebung zum Nachweis von Tumorhypoxie verwendet wird. IVIM (intra-voxel incoherent motion) ist eine neuartige Technik, die auf diffusionsgewichteter MRT (DWI) basiert und die Unterscheidung zwischen Gewebeperfusion und Diffusion ohne die Notwendigkeit eines intravenösen Kontrastmittels ermöglicht. Ziel dieser Studie ist es, das Potenzial neuartiger MRT-Techniken zur Beurteilung der Tumorhypoxie bei HNC zu untersuchen.

Die konkreten Ziele der aktuellen Studie sind:

1. Charakterisierung der Beziehung auf Voxelebene zwischen Diffusionseigenschaften in Tumorgewebe, gemessen mit DW-MRT, und Tumorhypoxie, gemessen mit [18F]EF5-PET, unter Nutzung der hochmodernen simultanen MRT/PET-Messung;
2. IVIM-basierte Modellierung des DW-MRI-Signals unter Verwendung mehrerer b-Werte einzusetzen, um die Diffusionsmetriken zu optimieren, die eine Tumorhypoxie am genauesten vorhersagen, und diese mit den Perfusionsmetriken von DCE zu vergleichen;
3. Entwicklung von Modellen basierend auf neuartigen radiophänotypischen Analysen von MRT-Daten (Radiomics) und maschinellen Lernalgorithmen, um MRT-Muster zu finden, die eine Tumorhypoxie auf der Ebene der Patientenprobe am besten vorhersagen.

Die einzige Intervention für teilnehmende Probanden ist ein zusätzlicher [18F]EF5-PET/MR-Scan, der nicht für klinische Zwecke verwendet wird. Alle Studienteilnehmer werden standardmäßigen Diagnose- und Behandlungsverfahren gemäß der klinischen Routine unterzogen.

Eine Standarddosis von etwa 300 MBq des Radiotracers [18F]EF5 wird intravenös über eine Vene der oberen Extremität verabreicht. Etwa 180 min nach der Tracer-Injektion wird die Radioaktivität im Halsbereich mit dem PET/MRT-Gerät für etwa 20 min verfolgt. Die [18F]EF5-Aufnahme wird als Standardaufnahmewert (SUV) modelliert und das Verhältnis von Tumor zu Hintergrund (TBR) wird berechnet.

Das MRT-Protokoll umfasst anatomische Sequenzen, die den Primärtumor sowie den Hals für Lymphknotenmetastasen abdecken. Es werden auch mehrere DW-MRT-Methoden eingesetzt. Insgesamt werden MRI-Experimente in etwa 1 Stunde abgeschlossen sein.