TEP/IRM dans l'évaluation du carcinome épidermoïde oropharyngé (PETMROPSCC)

Introduction et but de l'étude :

Le cancer de la tête et du cou (HNC) continue d'être un problème de santé important à Taïwan et le carcinome épidermoïde oropharyngé (SCC) est le sous-type courant. Avec le souci de la préservation des organes ces dernières années, la chimioradiothérapie concomitante est la principale modalité de traitement du SCC oropharyngé. Par conséquent, des évaluations anatomiques et biologiques précises de la tumeur sont justifiées pour la planification du prétraitement, la surveillance post-traitement et la détermination du pronostic. L'endoscopie avec biopsie est le principal outil de diagnostic chez les patients atteints de CSC oropharyngé. Alors que la tomodensitométrie (TDM) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont couramment utilisées pour évaluer l'étendue tumorale du HNC, l'IRM est plus préférée dans la zone oropharyngée en raison de sa résolution de contraste élevée, en particulier pour détecter l'invasion périneurale. L'IRM du corps entier est maintenant réalisable et le statut du site distant du HNC peut donc être évalué en une seule séance d'examen. FDG- tomographie par émission de positrons/CT (PET/CT) est une autre modalité d'imagerie courante pour évaluer le HNC.

Selon l'expérience des investigateurs chez les patients atteints d'un cancer de la tête et du cou, l'IRM et la TEP/TDM présentent des avantages différents l'une par rapport à l'autre et peuvent se compléter. Lors de l'évaluation de l'état de la tumeur primaire, la résolution spatiale et de contraste élevée de l'IRM peut délimiter l'étendue de la tumeur à partir des tissus normaux environnants dans la région anatomique complexe de la tête et du cou, tandis que la délimitation des tissus positifs au FDG par TEP peut aider à différencier la croissance tumorale des tissus non cancéreux environnants. , notamment en lit irradié. Dans l'évaluation de l'état ganglionnaire régional, l'IRM est supérieure à la TEP/TDM pour détecter les adénopathies métastatiques nécrotiques rétropharyngées ou kystiques, tandis que la TEP/TDM excelle l'IRM dans la détection des métastases dans les ganglions sous-centimétriques. L'utilisation combinée de l'IRM et de la TEP peut clairement démontrer les schémas de propagation nodale.[7]. En ce qui concerne l'évaluation des sites distants, l'IRM du corps entier est plus efficace pour détecter les lésions métastatiques dans les organes à métabolisme élevé tels que le cerveau, le foie ou la rate, tandis que la TEP/TDM est supérieure pour détecter ces lésions métastatiques dans les os courbés et plats, et deuxième tumeur primaire de l'intestin comme le cancer de l'œsophage ou le cancer du côlon.

Actuellement, l'imagerie RM pondérée en diffusion (DWI) et l'imagerie dynamique pondérée par perfusion à contraste amélioré (DCE-PWI) deviennent cliniquement réalisables pour évaluer les aspects fonctionnels du HNC. Le paramètre quantifié de la séquence DWI est le coefficient de diffusion apparent (ADC) qui se rapporte à la cellularité. DCE-PWI fournit la constante de vitesse de transfert de volume (Ktrans), l'espace extracellulaire extravasculaire relatif (Ve) et le volume plasmatique vasculaire relatif (Vp) ainsi que la constante de vitesse d'efflux (Kep). Ces techniques d'IRM fonctionnelle peuvent fournir des informations biologiques, telles que la cellularité, l'angiogenèse et la perméabilité. D'autre part, la TEP peut fournir ses paramètres métaboliques quantifiés : la valeur d'absorption standardisée (SUV) qui reflète le métabolisme du glucose, le volume tumoral métabolique (MTV) qui reflète la charge tumorale et la glycolyse totale des lésions (TLG) qui intègre à la fois le métabolisme du glucose et la charge tumorale. . Ces paramètres fonctionnels IRM et TEP semblent prometteurs pour prédire la réponse à la chimioradiothérapie et le pronostic du HNC. Dans nos études précédentes portant sur des patients SCC oropharyngés ou hypopharyngés, le Ktrans de la tumeur primaire était le seul paramètre d'imagerie associé au contrôle local, tandis que les valeurs ADC et Ve des ganglions métastatiques du cou étaient des facteurs pronostiques indépendants pour le contrôle du cou. La SUV maximale des ganglions lymphatiques régionaux était significativement associée à la survenue de métastases à distance. Les TLG étaient significativement associés à la survie globale.

La TEP/IRM intégrée est une nouvelle technologie d'imagerie introduite dans la pratique clinique. La combinaison de la TEP et de l'IRM dans un seul scanner hybride est prometteuse. Les données initiales indiquent que la TEP/IRM a donné des résultats favorables pour le HNC. Il a montré une bonne capacité de diagnostic similaire à la TEP/TDM et peut servir d'alternative légitime à la TEP/TDM dans le bilan clinique des patients atteints de HNC. Les ratios métaboliques mesurés TEP/IRM ont montré une excellente concordance avec ceux de la TEP/TDM standard. La TEP/IRM incorporant la séquence Dixon à des fins de correction d'atténuation a donné des valeurs SUV similaires par rapport à la TEP/TDM. Néanmoins, la plupart des études étaient limitées en nombre de cas ou aucune entité tumorale particulière n'a été spécifiquement analysée, ce qui a quelque peu affaibli leur puissance en termes de preuves. -médecine basée. De plus, la valeur prédictive de la TEP/IRM dans le résultat du traitement du CNH n'a pas été rapportée. Une étude prospective de la TEP/IRM dans une grande cohorte de patients présentant une origine tumorale spécifique et un protocole de traitement uniforme compléterait ces efforts pionniers pour valider pleinement l'utilité clinique du nouveau système intégré.

Récemment, un scanner TEP/IRM intégré (Biograph mMR, Siemens) a été installé dans notre hôpital. Dans ce scanner, les détecteurs PET sont entièrement intégrés dans le système 3 Tesla MR avec un seul portique, permettant l'acquisition simultanée des données PET et MR. Avant sa large utilisation pratique, son utilité clinique doit être explicitement définie. Dans ce projet de recherche, les chercheurs étudieront nos 150 patients atteints de CSC oropharyngé soumis à une chimioradiothérapie avec FDG-PET/IRM. Un scanner thoracique sans contraste sera également réalisé le même jour. Les enquêteurs ont les objectifs suivants :

Objectif 1 : déterminer la stadification/restadification du corps entier L'IRM et la TEP/TDM présentent des avantages différents l'une par rapport à l'autre, et la corrélation visuelle de ces modalités d'imagerie distinctes peut donner une capacité de diagnostic légèrement supérieure. Cependant, certaines lésions peuvent ne pas être bien appariées les unes aux autres en raison d'une date d'examen et d'un positionnement différents. Par conséquent, les chercheurs pensent que l'implication de la tumeur devrait être réalisée avec plus de précision avec l'imagerie TEP/IRM acquise simultanément, conduisant à une stadification/restructuration tumorale plus précise et, par conséquent, à une planification de traitement plus précise et à de meilleurs résultats de traitement. Cependant, les données de PET/IRM intégrées pour la stadification/restadification corps entier sur CSC oropharyngé ne sont toujours pas disponibles actuellement. Dans ce projet prospectif, les chercheurs visent à déterminer la faisabilité et l'impact clinique de la TEP/IRM intégrée dans la stadification tumorale et la restadification du SCC oropharyngé

Objectif 2. Prédire la réponse au traitement et le pronostic Les paramètres IRM fonctionnels et les paramètres FDG-PET/CT peuvent être quantifiés et ont été utilisés pour prédire la réponse à la chimioradiothérapie dans le CNH. Cependant, des résultats variables avaient été obtenus, principalement en raison des différentes origines tumorales, tailles d'échantillons, méthodologies et protocoles de traitement. Un autre facteur de confusion important est que l'IRM et la TEP/TDM ont été réalisées à des intervalles de temps différents. Parce que la TEP/IRM intégrée peut fournir des données fonctionnelles TEP et IRM simultanées qui permettent une comparaison directe dans les régions d'intérêt sélectionnées, et devraient donc être plus précises et plus reproductibles. Cependant, les valeurs prédictives des techniques TEP/IRM fonctionnelles simultanées dans le SCC oropharyngé n'ont pas été rapportées jusqu'à présent. D'autre part, la technique DWI avec mouvement incohérent intravoxel (IVIM) peut quantifier à la fois la diffusion moléculaire et la microcirculation dans le réseau capillaire, ce qui peut être utile pour prédire la chimioradiosensibilité tumorale, tandis que la modélisation DWI avec kurtosis (ajustement biexponentiel ou non gaussien) a été documentée. pour obtenir un meilleur ajustement de la diffusion de la molécule d'eau in vivo qu'avec la modélisation monoexponentielle [32]. Dans ce projet de recherche, les chercheurs ont ajouté des séquences IRM fonctionnelles dans le cadre des procédures PET/IRM, y compris DCE-PWI ainsi que DWI dédié qui peut produire des données monoexponentielles DWI, IVIM et Kurtosis. Notre objectif est d'obtenir des résultats fonctionnels IRM et TEP sur un système TEP/IRM intégré en une seule séance d'imagerie dans la cohorte de patients atteints de CSC oropharyngé uniformément traités par chimioradiothérapie. Les chercheurs s'attendaient à ce que les valeurs prédictives des différents paramètres fonctionnels de la TEP/IRM intégrée puissent être plus clairement élucidées.

Objectif 3. déterminer la nécessité d'un scanner thoracique sans contraste. L'une des préoccupations liées au remplacement de la partie CT de la TEP/CT par l'IRM est la capacité de l'IRM à représenter et à différencier les nodules pulmonaires, alors que l'emplacement le plus courant pour les métastases à distance de HNC est le poumon. Selon l'étude précédente des chercheurs, la composante CT de la TEP/TDM intégrée peut améliorer non seulement la spécificité mais aussi la sensibilité des données FDG-PET. En outre, la tomodensitométrie aide également à réduire les résultats faussement positifs de la TEP dans les maladies ganglionnaires médiastinales calcifiées, telles que l'anthracose. Cependant, d'un autre côté, les études précédentes des chercheurs ont montré les taux de détection des métastases pulmonaires avec une IRM 3,0-T utilisant l'acquisition demi-Fourier d'un seul coup d'écho turbo (HASTE), l'examen volumétrique interpolé de l'apnée (VIBE) et les séquences courtes de récupération par inversion τ (STIR) étaient similaires à celles de la TEP/TDM. Une étude récente a montré que l'IRM radiale à respiration libre VIBE avec des données TEP acquises simultanément a une sensibilité élevée dans la détection des nodules d'un diamètre d'au moins 0,5 cm, mais a une sensibilité limitée dans la détection des nodules petits ou non avides de FDG . Compte tenu des données limitées sur la TEP/IRM dans la détection des lésions malignes pulmonaires, les chercheurs visent à valider de manière prospective les performances de nos séquences de protocole TEP/IRM intégrées pour les lésions pulmonaires en ajoutant une TDM sans contraste à des fins de comparaison.

Matériel et méthodes:

Dans ce projet prospectif de trois ans, un total de 160 patients atteints de CSC oropharyngé histologiquement prouvé et soumis à une chimioradiothérapie seront inscrits. Les critères d'exclusion incluent une tumeur maligne antérieure de la tête ou du cou, une deuxième tumeur maligne, une métastase à distance, des contre-indications à l'IRM (insuffisance rénale, implant cochléaire, pose d'un stimulateur cardiaque ou clips ferromagnétiques anévrismaux intracrâniens) et une glycémie > 200 mg/dl. Avant le prétraitement, chaque patient inscrit subira une TEP/IRM et un examen clinique détaillé, y compris un test de papillomavirus humain. Les participants subiront également une tomodensitométrie thoracique à faible dose le même jour avant la TEP/IRM. Dans la période post-traitement, une IRM corps entier de base sera obtenue 3 mois après la chimioradiothérapie. Par la suite, les patients seront ensuite suivis également avec un scanner à champ étendu alternatif et une IRM du corps entier tous les 6 mois. Si la récidive tumorale est confirmée ou fortement suspectée, une TEP/IRM sera également réalisée pour la re-staging de la tumeur.

La planification sur trois ans Un nombre de cas et une durée de suivi adéquats sont essentiels pour l'analyse statistique et la détermination des résultats du SCC oropharyngé traité par chimioradiothérapie. Les enquêteurs prévoient de réaliser cette étude en 3 ans. Au cours de la première année, les travaux de ce projet au cours de la première année consisteront à : (1) concevoir les catégories de la banque de données ; (2) configurer le flux de travail et optimiser les protocoles d'imagerie ; (3) déterminer la capacité de diagnostic du composant IRM, du composant PET, du PET/IRM intégré dans la stadification tumorale ; (4) déterminer toute valeur diagnostique ajoutée de la TDM sans contraste dans la TEP/IRM intégrée, et (5) étudier la réponse précoce au traitement et les schémas de tumeur résiduelle.

Au cours de la deuxième année, les chercheurs poursuivront les travaux de première année et incluront en outre les travaux suivants : (1) déterminer l'incidence et les prédicteurs de l'échec du traitement du CSC oropharyngé, et (2) étudier les modèles de réponse au traitement et récidive précoce.

Au cours de la troisième année, les chercheurs continueront à effectuer des travaux antérieurs et (1) obtiendront également une taille d'échantillon suffisante pour effectuer une analyse statistique de la relation entre les paramètres d'imagerie et les résultats pour les patients, (2) obtiendront une imagerie complète sur les modèles de récidive tumorale et changements/complications post-traitement, (3) étudier dans quelle mesure les paramètres d'imagerie biologique peuvent affecter les résultats et la sélection des patients pour la chimioradiothérapie, (4) analyser la précision, les pièges et la rentabilité de la TEP/IRM seule et de la TEP/IRM avec TDM sans contraste dans l'évaluation chez les patients atteints de CSC oropharyngé.

Protocole TEP/IRM Les données TEP/IRM seront acquises sur le scanner TEP/IRM intégré (Biograph mMR, Siemens Healthcare, Erlangen, Allemagne), qui acquiert des données TEP et IRM simultanées avec un aimant 3.0-T. Le protocole d'examen combinera un scanner corps entier avec un examen dédié de la tête et du cou (Tableau 1). Tous les patients seront à jeun pendant 6 h avant l'examen. 50 à 70 min après l'injection de 370 MBq de FDG, le patient sera placé sur le lit du scanner TEP/IRM. Après une séquence de localisateur IRM pondérée en T1 à vue rapide pour l'imagerie de reconnaissance et une séquence Dixon VIBE pour la correction de l'atténuation, une TEP du corps entier sera réalisée dans 5 positions de lit pour couvrir de la tête à la partie proximale de la cuisse, avec un temps d'acquisition de 4 min par position de lit. Simultanément, l'acquisition d'images IRM du corps entier sera effectuée pour les 5 positions de lit correspondantes avec la séquence HASTE axiale et la séquence STIR coronale ainsi que la séquence Turbo spine echo (TSE) et STIR sagittale pondérée en T1.

Ensuite, des images TEP et IRM régionales seront réalisées simultanément. Une TEP régionale sera réalisée avec un temps d'acquisition de 10 min, tandis qu'une IRM dédiée de la région tête et cou sera acquise en projections axiale et coronale avec séquence TSE pondérée en T1 et séquence TSE pondérée en T2 avec saturation de la graisse. La DWI axiale sera réalisée à l'aide d'une technique d'écho planaire à écho de spin unique avec un schéma d'impulsions à gradient de diffusion Stejskal-Tanner modifié. Un total de 10 valeurs de b seront utilisées pour la reconstruction de l'imagerie IVIM et de l'aplatissement, qui sont : 0, 20, 40, 80, 100, 200, 400, 800, 1200, 1500 sec/mm2.

Le DCE-PWI au niveau de la tête et du cou sera acquis en utilisant une séquence d'écho de gradient gâté pondérée en T1 3D. Une dalle de saturation spatiale sera implantée en dessous de la région acquise pour minimiser l'effet d'afflux des artères carotides. Avant l'administration de l'agent de contraste, les valeurs de base du temps de relaxation longitudinale (T10) seront calculées à partir de l'image acquise avec différents angles de retournement (4°, 8°, 15° et 25°). Ensuite, la série dynamique sera acquise selon la même séquence avec un angle de flip de 15°, après administration intraveineuse de produit de contraste paramagnétique à 3 ml/s. Par la suite, une IRM régionale dédiée sera obtenue avec une séquence TSE pondérée en T1 avec saturation de la graisse dans les projections axiale et coronale. Enfin, un VIBE axial corps entier avec saturation de graisse sera réalisé. Le temps d'acquisition total est d'environ 42 min, et le temps moyen en salle pour la TEP/IRM sera d'environ 60 min.

TDM à faible dose sans injection Une tomodensitométrie à faible dose en spirale sans injection de produit de contraste sera réalisée avant la TEP/IRM le même jour d'examen. Les paramètres d'acquisition comprennent une tension de crête de 120 kVp, des mAs de 50, une collimation de 64x0,5 mm et un intervalle de reconstruction de 3 mm.

Analyse des données et détermination des résultats Les lecteurs sont conscients que les patients ont un CSC oropharyngé, et ils ne seront pas informés des résultats d'autres études et des données TEP/IRM. Les images TEP, IRM et scanner pulmonaire seront d'abord interprétées indépendamment. Toutes les images seront ensuite examinées ensemble et comparées. Une liste de contrôle des différentes distributions de l'extension tumorale, de la propagation ganglionnaire et des métastases à distance sera enregistrée. Les résultats cliniques et d'imagerie seront discutés conjointement par l'équipe de recherche Head-and-Neck. Une biopsie endoscopique, une aspiration à l'aiguille fine guidée par échographie ou une biopsie guidée par scanner seront réalisées dans toute lésion suspectée de malignité si possible. Si la biopsie de la lésion d'intérêt n'est pas réalisable ou donne un résultat négatif, un suivi clinique et d'imagerie rapproché sera poursuivi. Tous les patients seront suivis pendant au moins 12 mois.

Les données d'imagerie clinique et fonctionnelle seront collectées et analysées pour prédire la réponse au traitement et le pronostic. Pour l'IRM de diffusion, les régions d'intérêt seront placées manuellement sur les lésions sur la carte ADC pour englober autant que possible la zone de la tumeur solide. Les intensités de signal mesurées sur les images acquises à différentes valeurs b S(b) seront ajustées numériquement par rapport au modèle, S(b)=S0 e-b*ADC, où S0 et Sb sont des intensités de signal à différentes valeurs b, Pour l'imagerie IVIM , la relation entre les intensités de signal et les valeurs de b peut être exprimée par l'équation : Sb/S0 = (1-f )．exp(-bD) + f．exp[-b( D + D＊)] où f est un microvasculaire fraction volumique représentant la fraction de la diffusion liée à la microcirculation, D représente le coefficient de diffusion pur, et D* est la microcirculation incohérente liée à la perfusion. Pour le DKI, la relation entre les intensités du signal et les valeurs de b peut être exprimée par l'équation : ln[S(b)] = ln[S(0)] - b x Dapp + 1/6b2 x Dapp2 x Kapp où S est le signal (unités arbitraires), b est la valeur b (s/mm2), Dapp est le coefficient de diffusion apparent (10-3 mm2/s) et Kapp est le coefficient d'aplatissement apparent indiquant l'écart par rapport à une distribution gaussienne. Les enquêteurs effectueront également un ajustement monoexponentiel en utilisant Kapp=0 dans l'équation, ce qui donnera ADCmono. Pour l'IRM DCE-PWI, la variation de la concentration d'agent de contraste dans le temps, Ct(t), sera déterminée dans chaque voxel de la tumeur, et le modèle cinétique de traceur compartimental sera appliqué à chaque voxel en utilisant une fonction d'entrée artérielle, Cp(t), mesuré chez chaque individu : Ct (t)=VpCp(t) + Ktrans ∫0t Cp (t' ) exp(Ktrans(t-t') /Ve )dt' où t' est le temps (en minutes) comme variable d'intégration, et Cp(t') est la concentration de produit de contraste dans le plasma sanguin en fonction du temps. Pour les paramètres d'imagerie TEP, le SUV et le MTV des lésions cibles seront mesurés à partir d'images TEP 18F-FDG corrigées en atténuation en traçant les limites dessinées suffisamment grandes pour inclure les lésions. Un seuil SUV de 2,5 sera utilisé pour délimiter le MTV. Le TLG est calculé comme le produit du SUV moyen et du MTV.

Analyses statistiques

En utilisant les résultats histologiques ou les données de suivi à 12 mois comme norme de référence, divers résultats d'imagerie seront classés comme vrais positifs, vrais négatifs, faux positifs ou faux négatifs. Les précisions diagnostiques de la composante IRM, de la composante TEP, de la TEP/IRM intégrée, de la TDM thoracique seule et de la TEP/IRM plus la TDM thoracique seront calculées et comparées avec le test de McNemar. Leurs performances de diagnostic respectives seront déterminées avec les aires sous la courbe caractéristique de fonctionnement du récepteur. Pour l'évaluation de la réponse au traitement et la prédiction du pronostic, des analyses de régression logistique seront utilisées pour identifier la relation entre les variables fonctionnelles cliniques et d'imagerie. Les taux de contrôle et de survie seront tracés à l'aide de la méthode de Kaplan-Meier. Les différences entre les résultats positifs et négatifs seront déterminées par le test du log-rank. Toutes les variables pronostiques identifiées par l'analyse univariée seront introduites dans le modèle multivarié à l'aide du modèle à risques proportionnels de Cox. Le coefficient de corrélation du rang de Spearman sera utilisé pour étudier les corrélations entre les variables. Les valeurs P < 0,05 sont considérées comme statistiquement significatives.