CEST - 転移性脳腫瘍に対するグルコース増強 MRI

目的: バンクーバーがんセンターでブリティッシュ コロンビア州がん庁から放射線療法を受ける前に、転移性脳腫瘍を持つ参加者のグルコース増強 MRI を現在の標準的な GBCA 増強 MRI と定量的に比較すること。

仮説: 1) グルコース増強 MRI は、GBCA と比較して、ノイズと同等のコントラストで悪性転移性脳腫瘍を強調し、2) 脳腫瘍のグルコース増強は、GBCA 増強 MRI と比較した場合、独自の補完的な情報を提供します。

正当化: 転移性脳腫瘍に対する現在の標準的な MRI 造影剤である GBCA は、特異性が低いという制限があります。これは、GBCA が癌、放射線壊死および放射線療法後の疑似進行により血液脳関門が破壊された領域に蓄積するためです。 放射線腫瘍医にとって、再発がん、壊死、および治療後の炎症を確実に特定することが重要です。 GBCA はこれを許可しません。 したがって、治療前後の転移性脳腫瘍の特徴付けの特異性を改善する MRI 技術が臨床的に必要とされています。 グルコース強化 MRI は、転移性脳腫瘍を検出するための特異性を向上させることができる新しい技術です。

含まれる参加者数の正当化: 1) 転移性脳腫瘍は輪状、充実性および結節性を含むさまざまな増強パターンを示し、2) 転移性脳腫瘍のサイズはさまざまであるため、信号増強の大きさは参加者間で異なると予想されます。 したがって、20 人の参加者は、将来の臨床試験のために予想される平均腫瘍コントラストと予想される腫瘍コントラストの分散を合理的に正確に推定するのに十分であると考えられます。 複雑な MRI および注入プロトコルの「テスト実行」を実行するために、1 人の追加の健康な参加者が研究に含まれます。

目的:

1. 異なる時間間隔で腫瘍と反対側の脳領域のグルコースと GBCA で計算された曲線下面積 (AUC) マップを比較します。
2. 注射後のコントラスト強化 MRI を比較して、単一画像の最大腫瘍コントラストを表示し、グルコース強化と GBCA 強化 MRI の両方からの「瞬間的な」コントラストを比較します。

研究デザインと統計分析:

参加者の募集: 募集は、MRI 研究への参加に関心があるかどうかを適切な患者に尋ねる、協力している放射線腫瘍医から始まります。 研究について説明し、患者がまだ興味を持っている場合は、同意を得て、スクリーニングフォームに記入します。 参加者は、適格性（血糖状態および腎機能）をスクリーニングするために、定期的な血液検査が予定されます。 参加者は、UBC MRI 研究センターで MRI の予約も予定されています。

参加者は、MRI スキャンの前夜に絶食するよう求められます。 彼らは次のように提案されます：「通常の夕食を食べ、その後は何も食べず、断食時間を最小限にするために朝に予定されているMRIスキャンの後まで、真夜中から水だけを飲みます。」

MRI 研究の詳細: 3T Philips Achieva MRI を使用して、UBC MRI 研究センターで実施されます。

静脈内カテーテルの準備: 患者が到着し、有資格の看護師または医師によって静脈内カテーテルが片腕に配置されます。 空腹時血糖値は、1～2 mL の血液サンプルを使用してグルコメーターで測定されます。 正常な空腹時血糖値 (70-125 mg/dL) の参加者のみが研究を進めます。 最初の静脈内カテーテルを使用して、ボーラス注射後 10 分ごとに血糖値が正常に戻るまでモニタリングします。 2 番目の静脈内カテーテルは、グルコース注入と GBCA (ガドブトロール) 注入のために反対側の腕に配置されます。

グルコース注入プロトコル: これは、参加者が MRI で横になっているときに発生します。 プロトコルは、静脈内耐糖能試験を模倣しています。 病院用グレードの 25g の 50% デキストロース溶液を 1 分間でボーラス注射して、血糖値を正常レベルの約 3 ～ 4 倍に上昇させます。 以前の研究によると、血糖値は 30 ～ 60 分以内に正常値に戻るはずです。

GBCA 注入プロトコル: これは、参加者が MRI で横になっていて、グルコース注入の約 20 分後にも発生します。 0.1 mM/kg のガドブトロール (Gadovist) を 5 mL/sec の注入速度で標準的に静脈内ボーラス注入します。

MRI タイムライン: 転移性腫瘍は、標準的な 3D T2 強調 MRI を使用して最初に検出されます。 次に、最大の腫瘍範囲を含む目的のスライスが残りの研究のために選択されます。 複数の転移がある参加者では、最大の未治療病変が焦点となり、可能であれば複数の病変が含まれます。

MRI スキャンには以下が含まれます。1) スカウトと磁場シミング。 2) 3D T2 強調 MRI; 3) 磁場マップ (B0 & B1); 4) グルコース注入前の Z スペクトル。 5) 一連のグルコース強化 MRI を開始します。 [3分後のブドウ糖注入]; ６）１０分後のグルコース注射後のＺスペクトル。 7) 連続 T1 強調ガドブトロール強化 MRI を開始します。 [3分後のガドブトロール注入]; 8) 注入後 10 分まで Gd 増強 MRI スキャンを続けます。

MRIデータ分析は、カスタムメイドのMatlabソフトウェアを使用して、十分に文書化された標準的な手法を使用して実行されます。

統計: グルコース強化データとガドブトロール強化データの両方について、平均値と標準偏差の統計が計算されます。 ノイズに対する腫瘍のコントラストは、AUC曲線と単一のMR画像を使用して計算されます。 これらの測定基準は、GBCA 強化 MRI に対するグルコース強化 MRI の腫瘍検出感度を定量化するのに役立ちます。 研究者らは、グリオーマ腫瘍のヒト参加者で以前に報告された結果に基づいて、両方の技術が転移性腫瘍のノイズと同様のコントラストを提供することを期待しています。