전이성 뇌종양에 대한 CEST- 포도당 강화 MRI

목적: Vancouver Cancer Centre에서 British Columbia Cancer Agency로부터 방사선 치료를 받기 전 전이성 뇌종양이 있는 참가자를 대상으로 현재의 표준 GBCA 강화 MRI와 포도당 강화 MRI를 정량적으로 비교하고자 합니다.

가설: 1) 포도당 강화 MRI는 GBCA와 비교할 때 잡음과 비교할 만한 대비로 악성 전이성 뇌종양을 강조할 것이며 2) 뇌종양의 포도당 강화는 GBCA 강화 MRI와 비교할 때 독특하고 보완적인 정보를 제공할 것입니다.

정당성: 현재 전이성 뇌종양에 대한 표준 MRI 조영제인 GBCA는 GBCA가 방사선 요법 후 방사선 괴사 및 유사 진행뿐만 아니라 암으로 인해 혈액 뇌 장벽이 파괴된 영역에 축적되기 때문에 낮은 특이성에 의해 제한됩니다. 방사선 종양 전문의는 재발성 암, 괴사 및 치료 후 염증을 확실하게 식별하는 것이 중요합니다. GBCA는 이를 허용하지 않습니다. 따라서, 치료 전후에 전이성 뇌종양의 특성화에 대해 향상된 특이성을 제공하는 MRI 기술에 대한 임상적 필요성이 존재합니다. 포도당 강화 MRI는 전이성 뇌종양을 감지하기 위한 향상된 특이성을 제공할 수 있는 새로운 기술을 나타냅니다.

포함된 참가자 수에 대한 정당성: 1) 전이성 뇌종양은 고리, 고형 및 결절을 포함한 다양한 향상 패턴을 나타내고 2) 전이성 뇌종양은 크기가 다양하기 때문에 신호 향상의 크기는 참가자마다 다를 것으로 예상됩니다. 따라서 20명의 참가자는 미래의 임상 시험을 위해 예상되는 평균 종양 대비 및 예상되는 종양 대비 분산의 합리적으로 정확한 추정을 제공하기에 충분한 것으로 간주됩니다. 복잡한 MRI 및 주입 프로토콜에 대한 '테스트 실행'을 수행하기 위해 건강한 참가자 한 명이 추가로 연구에 포함될 것입니다.

목표:

1. 서로 다른 시간 간격에 걸쳐 종양 및 반대측 뇌 영역에서 포도당 및 GBCA로 계산된 곡선 아래 영역(AUC) 맵을 비교합니다.
2. 포도당 강화 MRI와 GBCA 강화 MRI의 '즉시' 대비를 비교하기 위해 단일 이미지에 대해 최대 종양 대비를 표시하는 주입 후 대비 강화 MRI를 비교합니다.

연구 설계 및 통계 분석:

참가자 모집: 모집은 MRI 연구에 참여하는 데 관심이 있는지 적절한 환자에게 질문하는 협력 방사선 종양 전문의로 시작됩니다. 연구에 대해 설명하고 환자가 여전히 관심이 있는 경우 동의를 받고 스크리닝 양식을 작성합니다. 참가자는 적격성(혈당 상태 및 신장 기능)을 선별하기 위해 일상적인 혈액 검사를 받을 예정입니다. 참가자는 또한 UBC MRI 연구 센터에서 MRI 약속을 잡을 것입니다.

참가자는 MRI 스캔 전날 밤 금식을 요청받습니다. 그들은 "정상적인 저녁 식사를 한 다음 자정부터 금식 기간을 최소화하기 위해 아침에 예정된 MRI 스캔이 끝날 때까지 아무것도 먹지 않고 물만 마십니다."

MRI 연구 세부 사항: UBC MRI 연구 센터에서 3T Philips Achieva MRI를 사용하여 수행할 예정입니다.

정맥 카테터 준비: 환자가 도착하면 자격을 갖춘 간호사 또는 의사가 한쪽 팔에 정맥 카테터를 삽입합니다. 공복 혈당 수치는 1-2mL의 혈액 샘플을 사용하여 혈당계로 측정합니다. 정상 공복 혈당 수치(70-125mg/dL)를 가진 참가자만 연구를 진행합니다. 첫 번째 정맥 카테터는 볼루스 주입 후 정상으로 돌아올 때까지 10분마다 혈당을 모니터링하는 데 사용됩니다. 포도당 주입 및 GBCA(가도부트롤) 주입을 위해 두 번째 정맥 카테터를 반대쪽 팔에 배치합니다.

포도당 주입 프로토콜: 이것은 참가자가 MRI에 누워 있을 때 발생합니다. 이 프로토콜은 정맥 내 포도당 내성 테스트를 모방합니다. 병원 등급의 50% 포도당 용액 25g을 1분 동안 일시 주사하면 혈당 농도가 정상 수준의 약 3-4배까지 증가합니다. 이전 연구에 따르면 혈당 수치는 30~60분 이내에 정상 수준으로 회복되어야 합니다.

GBCA 주입 프로토콜: 이것은 참가자가 MRI에 누워 있고 포도당 주입 후 약 20분 후에 발생합니다. 0.1mM/kg의 가도부트롤(Gadovist)을 5mL/초의 주사 속도로 표준 정맥내 일시 주사합니다.

MRI 타임라인: 전이성 종양은 초기에 표준 3D T2 강조 MRI를 사용하여 감지됩니다. 그런 다음 나머지 연구를 위해 최대 종양 범위를 포함하는 관심 조각이 선택됩니다. 다발성 전이가 있는 참가자의 경우, 치료되지 않은 가장 큰 병변이 초점이 되며 가능한 경우 다발성 병변이 포함됩니다.

MRI 스캔에는 다음이 포함됩니다. 1) 스카우트 및 자기장 시밍; 2) 3D T2 가중 MRI; 3) 자기장 맵(B0 & B1); 4) 포도당 주입 전 Z-스펙트럼; 5) 일련의 포도당 강화 MRI를 시작합니다. [3분 후 포도당 주입]; 6) 10분 후 포도당 주사 후 Z-스펙트럼; 7) 일련의 T1 강조 가도부트롤 강화 MRI를 시작합니다. [3분 후 가도부트롤 주입]; 8) 주입 후 10분까지 Gd 강화 MRI 스캔을 계속합니다.

MRI 데이터 분석은 맞춤형 Matlab 소프트웨어를 사용하여 잘 문서화된 표준 기술을 사용하여 수행됩니다.

통계: 포도당 강화 및 가도부트롤 강화 데이터 모두에 대해 평균 및 표준 편차 통계가 계산됩니다. 노이즈에 대한 종양 대비는 AUC 곡선과 단일 MR 이미지를 사용하여 계산됩니다. 이러한 메트릭은 GBCA 강화 MRI에 비해 포도당 강화 MRI의 종양 검출 민감도를 정량화하는 데 도움이 됩니다. 연구자들은 이전에 신경교종 종양을 가진 인간 참여자에서 보고된 결과를 기반으로 두 기술 모두 전이성 종양의 노이즈와 유사한 대조를 제공할 것으로 예상합니다.