CEST - Glucose Enhanced MRI voor gemetastaseerde hersentumoren

Doel: Om glucose-versterkte MRI kwantitatief te vergelijken met de huidige standaard GBCA-versterkte MRI bij deelnemers met uitgezaaide hersentumoren voorafgaand aan het ontvangen van radiotherapie van British Columbia Cancer Agency in het Vancouver Cancer Centre.

Hypothesen: 1) Glucose-versterkte MRI zal kwaadaardige gemetastaseerde hersentumoren aan het licht brengen met een vergelijkbaar contrast met ruis in vergelijking met GBCA en 2) Glucose-verbeteringen in hersentumoren zullen unieke en complementaire informatie bieden in vergelijking met GBCA-versterkte MRI's.

Motivering: Het huidige standaard MRI-contrastmiddel voor gemetastaseerde hersentumoren, GBCA, wordt beperkt door een lage specificiteit aangezien GBCA zich ophoopt in regio's met een verstoorde bloed-hersenbarrière als gevolg van kanker, evenals stralingsnecrose en pseudo-progressie na radiotherapie. Het is belangrijk voor stralingsoncologen om op betrouwbare wijze recidiverende kanker, necrose en ontstekingen na de behandeling te identificeren; en GBCA staat dit niet toe. Daarom bestaat er een klinische behoefte aan een MRI-techniek die verbeterde specificiteit biedt voor de karakterisering van uitgezaaide hersentumoren voor en na therapie. Glucose-enhanced MRI vertegenwoordigt een nieuwe techniek die verbeterde specificiteit zou kunnen bieden voor het opsporen van uitgezaaide hersentumoren.

Rechtvaardiging voor het aantal deelnemers inbegrepen: De omvang van signaalversterking zal naar verwachting variëren tussen deelnemers omdat 1) uitgezaaide hersentumoren een verscheidenheid aan verbeteringspatronen vertonen, waaronder ringvormig, vast en nodulair en 2) uitgezaaide hersentumoren variëren in grootte. Daarom wordt 20 deelnemers als voldoende beschouwd om een ​​redelijk nauwkeurige schatting te geven van het verwachte gemiddelde tumorcontrast en de verwachte variantie in tumorcontrast voor toekomstige klinische onderzoeken. Eén extra gezonde deelnemer zal in de studie worden opgenomen om een ​​'testrun' uit te voeren voor het gecompliceerde MRI- en infusieprotocol.

Doelstellingen:

1. Vergelijk AUC-kaarten (area under curve) berekend met glucose en GBCA in tumor- en contralaterale hersengebieden over verschillende tijdsintervallen.
2. Vergelijk MRI's met contrastversterking na injectie die het maximale tumorcontrast weergeven voor afzonderlijke beelden om het 'onmiddellijke' contrast van zowel glucose-versterkte als GBCA-versterkte MRI te vergelijken.

Onderzoeksontwerp en statistische analyse:

Werving van deelnemers: Werving begint met samenwerkende stralingsoncologen die geschikte patiënten vragen of ze geïnteresseerd zijn in deelname aan een MRI-onderzoek. Het onderzoek wordt beschreven en als patiënten nog steeds geïnteresseerd zijn, wordt toestemming gevraagd en worden de screeningsformulieren ingevuld. Deelnemers worden ingepland voor routinematig bloedonderzoek om te screenen of ze in aanmerking komen (bloedglucosestatus en nierfunctie). Deelnemers worden ook ingepland voor een MRI-afspraak bij het UBC MRI-onderzoekscentrum.

Deelnemers wordt gevraagd om de avond voor de MRI-scan te vasten. Ze zullen worden voorgesteld om: "Eet een normaal diner en eet dan niet en drink alleen water vanaf middernacht tot na de MRI-scan, die 's ochtends wordt gepland om de duur van het vasten te minimaliseren."

Details MRI-onderzoek: Uit te voeren in het UBC MRI-onderzoekscentrum met behulp van een 3T Philips Achieva MRI.

Intraveneuze kathetervoorbereiding: Patiënten komen aan en een intraveneuze katheter wordt in één arm geplaatst door een gekwalificeerde verpleegster of arts. Nuchtere glucosespiegels worden gemeten met een glucometer met behulp van een bloedmonster van 1-2 ml. Alleen deelnemers met normale nuchtere bloedglucosewaarden (70-125 mg/dL) zullen doorgaan met het onderzoek. De eerste intraveneuze katheter wordt gebruikt om de bloedglucose elke 10 minuten na bolusinjectie te controleren totdat deze weer normaal is. Een tweede intraveneuze katheter wordt op de andere arm geplaatst voor glucose-infusie en GBCA (gadobutrol)-infusie.

Glucose-infusieprotocol: dit gebeurt wanneer de deelnemer in de MRI ligt. Het protocol bootst de intraveneuze glucosetolerantietest na. Bolusinjectie van ziekenhuiskwaliteit 25 g 50% dextrose-oplossing gedurende 1 minuut wordt gebruikt om de bloedglucoseconcentraties te verhogen tot ongeveer 3-4 keer het normale niveau. Volgens eerdere onderzoeken zouden de bloedglucosewaarden binnen 30 tot 60 minuten moeten terugkeren naar normale niveaus.

GBCA-infusieprotocol: dit gebeurt ook als de deelnemer in de MRI ligt en ongeveer 20 minuten na de glucose-infusie. Standaard intraveneuze bolusinjectie van 0,1 mM/kg gadobutrol (Gadovist) met een injectiesnelheid van 5 ml/sec.

MRI-tijdlijn: uitgezaaide tumoren zullen in eerste instantie worden gedetecteerd met behulp van standaard 3D T2-gewogen MRI. Vervolgens wordt voor de rest van het onderzoek een deel van de interesse met maximale tumordekking geselecteerd. Bij deelnemers met meerdere metastasen zal de grootste onbehandelde laesie de focus zijn en zullen indien mogelijk meerdere laesies worden opgenomen.

MRI-scans omvatten: 1) Scouts en shimming van magnetische velden; 2) 3D T2 gewogen MRI; 3) Magneetveldkaarten (B0 & B1); 4) Pre-glucose-injectie Z-spectrum; 5) Begin met seriële glucose-versterkte MRI; [glucose-infusie na 3 minuten]; 6) Post-glucose-injectie Z-spectrum na 10 minuten; 7) Begin met seriële T1-gewogen gadobutrol-versterkte MRI; [gadobutrolinfusie na 3 minuten]; 8) Ga door met Gd-enhanced MRI-scans tot 10 minuten na injectie.

MRI-gegevensanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van goed gedocumenteerde standaardtechnieken met behulp van op maat gemaakte Matlab-software.

Statistieken: Gemiddelde en standaarddeviatiestatistieken worden berekend voor zowel glucose-versterkte als gadobutrol-versterkte gegevens. Tumorcontrast ten opzichte van ruis wordt berekend met behulp van AUC-curven en enkelvoudige MR-beelden. Deze statistieken zullen helpen bij het kwantificeren van de tumordetectiegevoeligheid van glucose-versterkte MRI ten opzichte van GBCA-versterkte MRI. De onderzoekers verwachten dat beide technieken een vergelijkbaar contrast zullen bieden als ruis bij uitgezaaide tumoren, gebaseerd op eerder gerapporteerde resultaten bij menselijke deelnemers met glioomtumoren.