CEST- Risonanza magnetica potenziata con glucosio per tumori cerebrali metastatici

Scopo: confrontare quantitativamente la risonanza magnetica potenziata con glucosio con l'attuale risonanza magnetica potenziata GBCA standard nei partecipanti con tumori cerebrali metastatici prima di ricevere la radioterapia dalla British Columbia Cancer Agency presso il Vancouver Cancer Centre.

Ipotesi: 1) la risonanza magnetica potenziata con glucosio evidenzierà i tumori cerebrali metastatici maligni con un contrasto paragonabile al rumore rispetto a GBCA e 2) i miglioramenti del glucosio nei tumori cerebrali offriranno informazioni uniche e complementari, rispetto alle risonanze magnetiche potenziate con GBCA.

Giustificazione: L'attuale agente di contrasto MRI standard per i tumori cerebrali metastatici, GBCA, è limitato dalla bassa specificità poiché il GBCA si accumula nelle regioni con barriera ematoencefalica interrotta a causa del cancro, nonché della necrosi da radiazioni e della pseudo-progressione dopo la radioterapia. È importante che i radioterapisti identifichino in modo affidabile il cancro ricorrente, la necrosi e l'infiammazione post-trattamento; e GBCA non lo consente. Pertanto, esiste la necessità clinica di una tecnica MRI che offra una migliore specificità per la caratterizzazione dei tumori cerebrali metastatici prima e dopo la terapia. La risonanza magnetica potenziata con glucosio rappresenta una nuova tecnica che potrebbe offrire una migliore specificità per il rilevamento di tumori cerebrali metastatici.

Giustificazione per il numero di partecipanti inclusi: l'entità del miglioramento del segnale dovrebbe variare tra i partecipanti perché 1) i tumori cerebrali metastatici mostrano una varietà di modelli di miglioramenti tra cui anello, solido e nodulare e 2) i tumori cerebrali metastatici variano in termini di dimensioni. Pertanto, 20 partecipanti sono considerati sufficienti per fornire una stima ragionevolmente accurata del contrasto tumorale medio previsto e della varianza prevista nel contrasto tumorale per futuri studi clinici. Un altro partecipante sano sarà incluso nello studio per eseguire un "test-run" per il complicato protocollo di risonanza magnetica e infusione.

Obiettivi:

1. Confronta le mappe dell'area sotto la curva (AUC) calcolate con glucosio e GBCA nelle aree cerebrali tumorali e controlaterali su diversi intervalli di tempo.
2. Confronta la risonanza magnetica potenziata con contrasto post-iniezione che mostra il massimo contrasto tumorale per singole immagini per confrontare il contrasto "istantaneo" sia dalla risonanza magnetica potenziata con glucosio che da quella potenziata GBCA.

Progettazione della ricerca e analisi statistica:

Reclutamento dei partecipanti: il reclutamento inizierà con la collaborazione di oncologi radioterapisti che chiederanno ai pazienti idonei se sono interessati a partecipare a uno studio di ricerca sulla risonanza magnetica. Lo studio sarà descritto e se i pazienti sono ancora interessati, verrà preso il consenso e saranno compilati i moduli di screening. I partecipanti saranno programmati per analisi del sangue di routine per lo screening dell'idoneità (stato della glicemia e funzionalità renale). I partecipanti saranno inoltre programmati per un appuntamento con la risonanza magnetica presso il centro di ricerca sulla risonanza magnetica dell'UBC.

Ai partecipanti verrà chiesto di digiunare la notte prima della scansione MRI. Verrà suggerito loro di: "Mangiare una cena normale e poi non mangiare e bere solo acqua da mezzanotte fino a dopo la risonanza magnetica, che sarà programmata al mattino per ridurre al minimo la durata del digiuno".

Dettagli dello studio MRI: da eseguire presso il centro di ricerca UBC MRI utilizzando un 3T Philips Achieva MRI.

Preparazione del catetere endovenoso: i pazienti arriveranno e un catetere endovenoso verrà inserito in un braccio da un infermiere o un medico qualificato. I livelli di glucosio a digiuno saranno misurati con un glucometro utilizzando un campione di sangue di 1-2 ml. Solo i partecipanti con normali livelli di glicemia a digiuno (70-125 mg/dL) procederanno allo studio. Il primo catetere endovenoso verrà utilizzato per monitorare la glicemia ogni 10 minuti dopo l'iniezione in bolo fino a quando non torna alla normalità. Un secondo catetere endovenoso viene posizionato sul braccio opposto per l'infusione di glucosio e l'infusione di GBCA (gadobutrolo).

Protocollo di infusione di glucosio: questo si verificherà quando il partecipante giace nella risonanza magnetica. Il protocollo imita il test di tolleranza al glucosio per via endovenosa. L'iniezione in bolo di 25 g di soluzione di destrosio al 50% di grado ospedaliero in 1 minuto viene utilizzata per aumentare le concentrazioni di glucosio nel sangue a circa 3-4 volte il livello normale. Secondo studi precedenti, i livelli di glucosio nel sangue dovrebbero tornare a livelli normali entro 30-60 minuti.

Protocollo di infusione GBCA: questo si verificherà anche quando il partecipante giace nella risonanza magnetica e circa 20 minuti dopo l'infusione di glucosio. Iniezione in bolo endovenoso standard di 0,1 mM/kg di gadobutrolo (Gadovist) a una velocità di iniezione di 5 mL/sec.

Cronologia della risonanza magnetica: i tumori metastatici verranno inizialmente rilevati utilizzando la risonanza magnetica 3D pesata in T2 standard. Quindi verrà selezionata una fetta di interesse contenente la massima copertura del tumore per il resto dello studio. Nei partecipanti con più metastasi, la più grande lesione non trattata sarà l'obiettivo e saranno incluse più lesioni se possibile.

Le scansioni MRI includeranno: 1) Scout e shimming del campo magnetico; 2) RM 3D T2 pesata; 3) Mappe del campo magnetico (B0 e B1); 4) Spettro Z pre-iniezione di glucosio; 5) Iniziare la risonanza magnetica potenziata con glucosio seriale; [infusione di glucosio dopo 3 minuti]; 6) Spettro Z post-iniezione di glucosio dopo 10 minuti; 7) Iniziare la risonanza magnetica potenziata con gadobutrolo pesata in serie T1; [infusione di gadobutrolo dopo 3 minuti]; 8) Continuare le scansioni MRI potenziate con Gd fino a 10 minuti dopo l'iniezione.

L'analisi dei dati MRI verrà eseguita utilizzando tecniche standard ben documentate utilizzando il software Matlab personalizzato.

Statistiche: le statistiche della media e della deviazione standard saranno calcolate sia per i dati potenziati con glucosio che per quelli potenziati con gadobutrolo. Il contrasto del tumore al rumore sarà calcolato utilizzando le curve AUC e singole immagini RM. Queste metriche aiuteranno a quantificare la sensibilità di rilevamento del tumore della risonanza magnetica potenziata con glucosio rispetto alla risonanza magnetica potenziata GBCA. I ricercatori si aspettano che entrambe le tecniche offrano un contrasto simile al rumore nei tumori metastatici, sulla base dei risultati precedentemente riportati nei partecipanti umani con tumori glioma.