中咽頭扁平上皮癌の評価における統合型PET/MRIの有用性

この 3 年間の前向きプロジェクトでは、組織学的に証明された中咽頭 SCC で化学放射線療法を受けた合計 160 人の患者が登録されます。 除外基準には、以前の頭頸部悪性腫瘍、二次悪性腫瘍、遠隔転移、MRIの禁忌（腎不全、人工内耳、心臓ペースメーカー、または頭蓋動脈瘤内強磁性クリップ）、および血清グルコースレベル>200 mg/dlが含まれます。 登録された各患者は、ヒトパピローマウイルス検査を含む詳細な臨床検査を受けます。 参加者は、PET/MRIの前に同日に低線量胸部CTを受けます。 治療後期間では、化学放射線療法の 3 か月後にベースライン全身 MRI が取得されます。 その後、参加者は6か月ごとに代替の拡張視野CTと全身MRIによって追跡調査されます。 腫瘍の再発が確認された場合、または腫瘍の再発が強く疑われる場合は、腫瘍の再病期分類のために PET/MRI も実行されます。

3 年間の計画 化学放射線療法で治療された中咽頭 SCC の統計分析と転帰判定には、適切な症例数と追跡期間が不可欠です。 研究者らはこの研究を3年以内に完了する予定だ。

初年度のこのプロジェクトの作業では、データバンクのカテゴリーを設計し、ワークフローを設定して画像プロトコルを最適化し、腫瘍の病期分類におけるMRIコンポーネント、PETコンポーネント、統合PET/MRIの診断能力を決定します。統合型 PET/MRI における非造影胸部 CT の付加的な診断価値を決定し、早期の治療反応と残存腫瘍のパターンを研究します。

2年目では、研究者らは1年目の研究を継続し、さらに中咽頭SCCの治療失敗の発生率と予測因子を決定し、治療反応と早期再発のパターンを研究するための以下の研究を含む。 3年目でも、研究者はこれまでの研究を継続し、画像パラメータと患者転帰の関係の統計分析を実行し、腫瘍再発のパターンと治療後の変化/合併症に関する包括的な画像を取得し、調査するのに十分なサンプルサイズも取得します。生物学的画像パラメータが化学放射線療法の転帰と患者選択にどの程度影響を与える可能性があるか、中咽頭SCC患者の評価におけるPET/MRI単独および非造影胸部CTを併用したPET/MRIの精度、落とし穴、費用対効果を分析する。

PET/MRI データは統合型 PET/MRI スキャナーで取得され、3.0 T 磁石を使用して PET と MR データを同時に取得します。 検査プロトコルでは、全身スキャンと頭頸部の専用検査を組み合わせます。 すべての参加者はスキャン前に 6 時間絶食します。 370 MBq の FDG の注射後 50 ～ 70 分で、患者は PET/MRI スキャナーのベッドに置かれます。 スカウトイメージングのための高速ビュー T1 強調 MR ローカライザー シーケンスと減衰補正のための Dixon VIBE シーケンスの後、頭から近位大腿部までをカバーする全身 PET スキャンが 5 つのベッド位置で実行されます。取得時間は 4 です。ベッドポジションごとの最小値。 同時に、アキシャル HASTE シーケンスとコロナル STIR シーケンス、およびサジタル T1 強調ターボ スパイン エコー (TSE) と STIR シーケンスを使用して、対応する 5 つのベッド位置に対して全身 MR 画像取得が実行されます。

その後、局所的なPET画像とMRI画像を同時に実行します。 局所 PET は 10 分の取得時間で実行されますが、頭頸部領域の専用 MRI は、T1 強調 TSE シーケンスおよび脂肪飽和を伴う T2 強調 TSE シーケンスを使用して軸方向および冠状投影で取得されます。 アキシャル DWI は、修正された Stejskal-Tanner 拡散勾配パルス方式を備えたシングル ショット スピンエコー エコー プレーナー技術を使用して実行されます。 IVIM および尖度イメージングの再構成には、0、20、40、80、100、200、400、800、1200、1500 秒/mm2 の合計 10 個の b 値が使用されます。 頭頸部領域の DCE-PWI は、3D T1 強調スポイルド グラディエント エコー シーケンスを使用して取得されます。 空間飽和スラブは、頸動脈からの流入効果を最小限に抑えるために、獲得領域の下に移植されます。 造影剤の投与前に、ベースラインの縦緩和時間値が、異なるフリップ角で取得された画像から計算されます。 次に、常磁性造影剤を 3 ml/s で静脈内投与した後、同じシーケンスを 15° のフリップ アングルで使用して動的シリーズが取得されます。 その後、軸方向および冠状投影における脂肪飽和を伴う T1 強調 TSE シーケンスを使用して、専用の局所 MRI が取得されます。 最後に、脂肪飽和を伴う全身アキシャルVIBEを実行します。 総取得時間は約 42 分で、PET/MR の平均在室時間は約 60 分になります。

非造影低線量胸部CT 同じ検査日のPET/MRIの前に、造影剤造影を行わないスパイラル低線量胸部CTを実施します。 収集パラメータには、120 kVp のピーク電圧、50 mAs、64x0.5 mm のコリメーション、および 3 mm の再構成間隔が含まれます。

データ分析 読者は、患者が中咽頭 SCC を患っていることを知っており、他の研究の結果や PET/MR データについては知らされていません。 PET、MRI、および胸部CT画像は、最初に個別に解釈されます。 その後、すべての画像が一緒に検討され、比較されます。 腫瘍の広がり、リンパ節の広がり、遠隔転移のさまざまな分布のチェックリストが記録されます。 臨床および画像所見については、頭頸部研究チームが共同で議論する予定です。 悪性腫瘍が疑われる病変には、可能であれば内視鏡生検、超音波ガイド下細針吸引、またはCTガイド下生検が行われます。 関心のある病変の生検が実行できない場合、または陰性結果が得られた場合は、綿密な臨床および画像検査が行われます。 すべての参加者は少なくとも12か月間追跡調査されます。 臨床および機能画像データは、治療反応と予後を予測するために収集および分析されます。 拡散 MRI の場合、固形腫瘍領域をできるだけ多く含むように、ADC マップ上の病変上に関心領域が手動で配置されます。 異なる b 値 S(b) で取得された画像で測定された信号強度は、モデル S(b)=S0 e-b*ADC に対して数値的に適合されます。ここで、S0 と Sb は、異なる b 値での信号強度です。IVIM イメージングの場合、信号強度と b 値の関係は、次の式で表すことができます: Sb/S0 = (1-f )．exp(-bD) + f．exp[-b( D + D＊)] ここで、f は微小血管です。体積分率は微小循環に関連する拡散の割合を表し、D は純粋な拡散係数を表し、D* は灌流関連のインコヒーレントな微小循環を表します。 DKI の場合、信号強度と b 値の関係は次の方程式で表すことができます。 ln[S(b)] = ln[S(0)] - b x Dapp + 1/6b2 x Dapp2 x Kapp ここで、S は信号です。強度（任意の単位）、b は b 値（s/mm2）、Dapp は見かけの拡散係数（10-3 mm2/s）、Kapp はガウス分布からの逸脱を示す見かけの尖度係数です。 また、方程式で Kapp=0 を使用して単指数関数フィッティングを実行し、ADCmono を生成します。 DCE-PWI MRI の場合、造影剤濃度の経時変化 Ct(t) が腫瘍内の各ボクセルで決定され、動脈入力関数を使用してコンパートメント トレーサー動態モデルが各ボクセルに適用されます。各個人で測定された Cp(t): Ct (t)=VpCp(t) + Ktrans ∫0 t Cp(t' ) exp(Ktrans(t-t') /Ve )dt' ここで、t' は時間 (分単位）を積分変数として表し、Cp(t') は時間の関数としての血漿中の造影剤の濃度です。

PET画像パラメータの場合、対象病変のSUVおよびMTVは、病変を含むのに十分な大きさに描かれた境界線を引くことによって、減衰補正された18F-FDG PET画像から測定されます。 SUV のしきい値 2.5 は、MTV の輪郭を描くために使用されます。 TLG は、平均 SUV と MTV の積として計算されます。