Kehittyneiden MRI-menetelmien kehittäminen ja validointi kliinisiin sovelluksiin

Tämän tutkimuksen tavoitteena on (1) kehittää ja optimoida hankintamenetelmiä MRI-pohjaisille biomarkkereille, jotka osoittavat aivokasvaimen patofysiologiaa. Näitä menetelmiä ovat, mutta eivät rajoitu niihin, DWI, CEST ja Dynamic Susceptibility Contrast (DSC) ja Dynamic Contrast Enhanced (DCE) MRI; ja (2) validoi DSC-MRI-tarkkuus vertaamalla suonensisäiseen vertailustandardiin. Kehitystutkimukset: Uusien kuvantamiseen perustuvien biomarkkereiden kehittämisen aikana on tärkeää optimoida hankintaparametrit, systemaattisesti karakterisoida suorituskykyä ja kontrastia kiinnostavassa patologiassa, validoida histopatologialla ja varmistaa testi-uudelleentestattavuus. Siten tämän tutkimuksen ensimmäinen tavoite on kehittää edistyneitä diffuusiopainotettuja kuvantamismenetelmiä (DWI), CEST- ja DSC/DCE-MRI-menetelmiä aivokasvainten käyttöön. Tavoite 1 on yhden keskuksen tutkimus, jossa jopa 60 henkilöä tutkitaan ja optimoidaan kuvantamisen allekirjoituksia, jotka osoittavat muuttuneet toiminnalliset kasvaintilat. Nämä kehittyneet kuvantamismenetelmät antavat tutkijoille mahdollisuuden tutkia neuropatologisia kasvainkorrelaatioita, mukaan lukien solujen ominaisuudet, molekyyli- ja metaboliset muutokset sekä verisuonten ominaisuudet. Verrattuna olemassa olevaan tavanomaiseen anatomiseen kuvantamiseen, tutkijat olettavat, että nämä kokeelliset menetelmät pystyvät paremmin karakterisoimaan aivokasvaimia ja niillä on potentiaalia toimia uusina diagnostisen ja terapeuttisen merkityksen biomarkkereina. Tutkijoiden lähestymistapa yhdistää magneettikuvauksesta saadut biofysikaaliset ja fysiologiset tiedot ja korreloi tämän kliinisten diagnoosien ja tulosten kanssa. DSC-MRI:n validointi: Huolimatta DSC-MRI:n mahdollisesta vaikutuksesta kliiniseen hoitoon, sen laajamittainen integrointi on ollut hidasta, suurelta osin johtuen konsensuksen puutteesta menetelmistä ja mahdollisten CBV-epätarkkuuksien ehkäisystä. Vaikka DSC-MRI perustuu olettamukseen, että gadoliinipohjaiset varjoaineet jäävät verisuonten luumeniin, tämä tila rikotaan usein in vivo. Jos varjoaineen vuotovaikutukset eivät korjaannu, ne johtavat CBV:n epätarkkuuteen, virheelliseen diagnoosiin ja mahdollisesti huonoon hoitoon. Vaikka on olemassa lukuisia vuotojen korjausstrategioita, joiden on osoitettu selvästi parantavan DSC-MRI:n kliinistä käyttökelpoisuutta (esim. terapeuttisen vasteen ennustamista), keskeinen rajoitus on estänyt DSC-MRI-metodologian standardoinnin ja laajan käyttöönoton: Toistaiseksi ei ole tehty tutkimuksia on validoinut vuotokorjattujen CBV-mittausten tarkkuuden potilailla. Joten vaikka vuotokorjattuja CBV-arvoja voidaan käyttää esimerkiksi erottamaan kasvaimen uusiutuminen hoidon jälkeisistä vaikutuksista, ei tiedetä, onko tämä kliininen hyöty seurausta pulssisekvenssiparametrien, kinetiikasta, annostelusta, relaksiivisuuksista ja monimutkaisesta yhdistelmästä. vuodon korjausstrategia tai jos laskettu CBV todella heijastaa taustalla olevaa verisuonitiheyttä. Tämä ero on kriittinen, koska sillä on vaikutuksia DSC-MRI-standardointiin, CBV-kynnysten määrittämiseen klinikkakäytössä, useiden paikkojen vertailuissa ja kliinisissä kokeissa. Tutkijat uskovat, että tämä rajoitus on kriittisin ja kliinisesti merkittävin haaste aivokasvainten DSC-MRI:n alalla, johon on puututtava kiireellisesti. Tavoite 2 on yhden keskuksen tutkimus, jossa jopa 160 henkilöä tehdään CBV:n DSC-MRI-mittausten tarkkuuden vahvistamiseksi. Pienimolekyylipainoisista gadoliniumpohjaisista (Gd) -varjoaineista johdettujen DSC-MRI-mittausten validoimiseksi tutkijat vertaavat rCBV-karttoja suonensisäisestä varjoaineesta Ferumoksitolista saatuihin karttoihin. Ferumoksitolia on arvioitu ihmisillä mahdollisena DSC-MRI-varjoaineena, mutta ei vuodonkorjaustekniikoiden validointia varten. Koska ferumoksitolipohjaiseen DSC-MRI:hen eivät vaikuta vuotovaikutukset, se mahdollistaa luotettavimpien perfuusiomittareiden arvioinnin, joita DSC-MRI:ltä voidaan odottaa, ja on sellaisenaan luotettavin vertailustandardi CBV-tarkkuuden arvioinnissa. Huomaa, että vaikka ferumoksitolia käydään kliinisissä kokeissa mahdollisena DSC-MRI-varjoaineena, se ei todennäköisesti korvaa Gd-pohjaisia ​​varjoaineita, koska se ei pysty parantamaan signaalia, joka on odotettu tavanomaisissa kontrastin jälkeisissä T1-painotetuissa kuvissa, eikä se siksi sovellu käytettäväksi. vakiovastauskriteereillä.