CEST- Glukoseforbedret MR for metastatiske hjernesvulster

Formål: Å kvantitativt sammenligne glukoseforbedret MR med gjeldende standard GBCA forbedret MR hos deltakere med metastaserende hjernesvulster før de mottok strålebehandling fra British Columbia Cancer Agency ved Vancouver Cancer Centre.

Hypoteser: 1) Glukoseforsterket MR vil fremheve maligne metastatiske hjernesvulster med sammenlignbar kontrast til støy sammenlignet med GBCA og 2) Glukoseforbedringer i hjernesvulster vil tilby unik og utfyllende informasjon sammenlignet med GBCA forbedret MR.

Begrunnelse: Gjeldende standard MR-kontrastmiddel for metastatiske hjernesvulster, GBCA, er begrenset av lav spesifisitet siden GBCA akkumuleres i regioner med forstyrret blodhjernebarriere på grunn av kreft samt strålenekrose og pseudo-progresjon etter strålebehandling. Det er viktig for stråleonkologer å pålitelig identifisere tilbakevendende kreft, nekrose og betennelse etter behandling; og GBCA tillater ikke dette. Derfor eksisterer det et klinisk behov for en MR-teknikk som gir forbedret spesifisitet for karakterisering av metastatiske hjernesvulster før og etter terapi. Glukoseforbedret MR representerer en ny teknikk som kan tilby forbedret spesifisitet for å oppdage metastatiske hjernesvulster.

Begrunnelse for antall deltakere inkludert: Størrelsen på signalforsterkningen forventes å variere mellom deltakerne fordi 1) metastatiske hjernesvulster viser en rekke forbedringsmønstre, inkludert ring-, solide og nodulære og 2) metastatiske hjernesvulster vil variere i størrelse. Derfor anses 20 deltakere som tilstrekkelig til å gi et rimelig nøyaktig estimat av forventet gjennomsnittlig tumorkontrast samt forventet variasjon i tumorkontrast for fremtidige kliniske studier. En ekstra frisk deltaker vil bli inkludert i studien for å utføre en "testkjøring" for den kompliserte MR- og infusjonsprotokollen.

Mål:

1. Sammenlign area under curve (AUC) kart beregnet med glukose og GBCA i tumor- og kontralaterale hjerneområder over forskjellige tidsintervaller.
2. Sammenlign kontrastforsterkede MR-er etter injeksjon som viser maksimal tumorkontrast for enkeltbilder for å sammenligne den "øyeblikkelige" kontrasten fra både glukoseforbedret og GBCA-forsterket MR.

Forskningsdesign og statistisk analyse:

Deltakerrekruttering: Rekruttering vil begynne med at samarbeidende stråleonkologer spør egnede pasienter om de er interessert i å delta i en MR-forskningsstudie. Studien vil bli beskrevet og dersom pasienter fortsatt er interessert, vil samtykke bli tatt og screeningsskjemaene vil bli utfylt. Deltakerne vil bli planlagt for rutinemessig blodprøve for å screene for kvalifisering (blodsukkerstatus og nyrefunksjon). Deltakerne vil også bli planlagt for en MR-avtale ved UBC MR-forskningssenter.

Deltakerne vil bli bedt om å faste natten før MR-undersøkelsen. De vil bli foreslått å: "Spise en vanlig middag og ikke spise og bare drikke vann fra midnatt til etter MR-skanningen, som vil bli planlagt om morgenen for å minimere fastevarigheten."

MR-studiedetaljer: Skal utføres ved UBC MR-forskningssenter ved hjelp av en 3T Philips Achieva MR.

Klargjøring av intravenøst ​​kateter: Pasienter vil ankomme og et intravenøst ​​kateter legges i den ene armen av en kvalifisert sykepleier eller lege. Fastende glukosenivåer vil bli målt med et glukosemeter ved hjelp av en 1-2 ml blodprøve. Kun deltakere med normale fastende blodsukkernivåer (70-125 mg/dL) vil fortsette med studien. Det første intravenøse kateteret vil bli brukt til å overvåke blodsukker hvert 10. minutt etter bolusinjeksjon til det går tilbake til det normale. Et andre intravenøst ​​kateter plasseres på motsatt arm for glukoseinfusjon og GBCA (gadobutrol) infusjon.

Glukoseinfusjonsprotokoll: Dette vil skje når deltakeren ligger i MR. Protokollen etterligner den intravenøse glukosetoleransetesten. Bolusinjeksjon av 25 g 50 % dekstroseløsning på sykehus over 1 minutt brukes til å øke blodsukkerkonsentrasjonen til omtrent 3-4 ganger det normale nivået. Blodsukkernivåene skal gå tilbake til normale nivåer innen 30 til 60 minutter ifølge tidligere studier.

GBCA infusjonsprotokoll: Dette vil også skje når deltakeren ligger i MR og ca. 20 minutter etter glukoseinfusjon. Standard intravenøs bolusinjeksjon av 0,1 mM/kg gadobutrol (Gadovist) med en injeksjonshastighet på 5 mL/sek.

MR-tidslinje: Metastatiske svulster vil initialt bli oppdaget ved bruk av standard 3D T2-vektet MR. Deretter vil en del av interesse som inneholder maksimal tumordekning bli valgt for resten av studien. Hos deltakere med flere metastaser vil den største ubehandlede lesjonen være i fokus og multiple lesjoner vil inkluderes hvis det er mulig.

MR-skanninger vil inkludere: 1) speidere og magnetfelt-shimming; 2) 3D T2 vektet MR; 3) Magnetiske feltkart (B0 & B1); 4) Z-spektrum før glukoseinjeksjon; 5) Start seriell glukoseforsterket MR; [glukoseinfusjon etter 3 minutter]; 6) Z-spektrum etter glukoseinjeksjon etter 10 minutter; 7) Start seriell T1-vektet gadobutrol-forsterket MR; [gadobutrol-infusjon etter 3 minutter]; 8) Fortsett Gd-forbedret MR-skanning til 10 minutter etter injeksjon.

MR-dataanalyse vil bli utført ved bruk av godt dokumenterte standardteknikker ved bruk av spesialbygd Matlab-programvare.

Statistikk: Gjennomsnitts- og standardavviksstatistikk vil bli beregnet for både glukoseforsterkede og gadobutrolforsterkede data. Tumorkontrast til støy vil bli beregnet ved hjelp av AUC-kurver samt enkelt MR-bilder. Disse beregningene vil bidra til å kvantifisere tumordeteksjonssensitiviteten til glukoseforbedret MR i forhold til GBCA forbedret MR. Etterforskerne forventer at begge teknikkene vil tilby lignende kontrast til støy i metastatiske svulster, basert på tidligere rapporterte resultater hos menneskelige deltakere med gliomsvulster.