Utvikling og validering av avanserte MR-metoder for kliniske applikasjoner

Målene med denne studien er å (1) Utvikle og optimalisere innhentingsmetoder for MR-baserte biomarkører som er indikative for hjernesvulst patofysiologi. Disse metodene inkluderer, men er ikke begrenset til, DWI, CEST og Dynamic Susceptibility Contrast (DSC) og Dynamic Contrast Enhanced (DCE) MR; og (2) Validere DSC-MRI-nøyaktighet ved sammenligning med en intravaskulær referansestandard. Utviklingsstudier: Under utviklingen av nye avbildningsbaserte biomarkører er det avgjørende å optimalisere innsamlingsparametere, systematisk karakterisere ytelse og kontrast i patologien av interesse, validere med histopatologi og etablere repeterbarhet for test-retest. Derfor er det første målet med denne studien å utvikle avanserte Diffusjonsvektet Imaging (DWI), CEST og DSC/DCE-MRI metoder for bruk på hjernesvulster. Mål 1 er en enkeltsenterstudie av opptil 60 personer som gjøres for å utforske og optimalisere bildesignaturer som indikerer endrede funksjonelle tumortilstander. Disse avanserte avbildningsmetodene vil tillate etterforskerne å undersøke nevropatologiske tumorkorrelater, inkludert cellulære egenskaper, molekylære og metabolske endringer og vaskulære egenskaper. Sammenlignet med eksisterende konvensjonell anatomisk avbildning, antar forskerne at disse eksperimentelle metodene vil være bedre i stand til å karakterisere hjernesvulster og vil ha potensial til å tjene som nye biomarkører av diagnostisk og terapeutisk betydning. Forskernes tilnærming samler biofysisk og fysiologisk informasjon hentet fra MR og korrelerer dette med kliniske diagnoser og utfall. Validering av DSC-MRI: Til tross for DSC-MRIs potensielle innvirkning på klinisk behandling, har bredskalaintegrasjonen vært treg, i stor grad på grunn av mangel på konsensus om metodikk og hvordan man kan forhindre potensielle CBV-unøyaktigheter. Selv om DSC-MRI er avhengig av antagelsen om at gadoliniumbaserte kontrastmidler forblir i det vaskulære lumen, blir denne tilstanden ofte brutt in vivo. Hvis det ikke korrigeres for, fører kontrastmiddellekkasjeeffekter til CBV unøyaktighet, feildiagnostisering og potensielt feilbehandling. Selv om det eksisterer mange lekkasjekorreksjonsstrategier som har vist seg å klart forbedre DSC-MRIs kliniske nytte (f.eks. forutsi terapeutisk respons), har en nøkkelbegrensning forhindret standardisering og utbredt bruk av DSC-MRI-metodikk: Til dags dato, ingen studie har validert nøyaktigheten av lekkasjekorrigerte CBV-mål hos pasienter. Så mens lekkasjekorrigerte CBV-verdier kan brukes, for eksempel for å skille tumorresidiv fra effekter etter behandling, er det ukjent om denne kliniske fordelen er en konsekvens av den komplekse kombinasjonen av pulssekvensparametere, kinetikk, doseringsskjema, relaksiviteter og lekkasjekorreksjonsstrategi eller om den beregnede CBV faktisk reflekterer den underliggende vaskulære tettheten. Denne forskjellen er kritisk fordi den har implikasjoner for DSC-MRI-standardisering, etablering av CBV-terskler for klinikkbruk, sammenligninger på flere steder og kliniske studier. Etterforskerne mener denne begrensningen representerer den mest kritiske og klinisk relevante utfordringen innen hjernesvulst DSC-MRI som snarest må løses. Mål 2 er en enkeltsenterstudie av opptil 160 forsøkspersoner som utføres for å validere nøyaktigheten av DSC-MRI-målinger av CBV. For å validere DSC-MRI-målene avledet fra gadoliniumbaserte (Gd) kontrastmidler med liten molekylvekt, vil etterforskerne sammenligne rCBV-kart med de som er avledet fra det intravaskulære kontrastmidlet Ferumoxytol. Ferumoksytol har blitt evaluert hos mennesker som et potensielt DSC-MRI-kontrastmiddel, men ikke med det formål å validere lekkasjekorrigeringsteknikker. Siden ferumoksytolbasert DSC-MRI ikke påvirkes av lekkasjeeffekter, muliggjør det vurdering av de mest pålitelige perfusjonsmålingene som kan forventes fra DSC-MRI, og er som sådan den mest pålitelige referansestandarden for å evaluere CBV-nøyaktigheten. Merk at selv om ferumoksytol gjennomgår kliniske studier som et potensielt DSC-MRI-kontrastmiddel, er det lite sannsynlig at det vil erstatte Gd-baserte kontrastmidler fordi det ikke kan gi signalforsterkningen som forventes på konvensjonelle post-kontrast T1-vektede bilder og er derfor uegnet for bruk med standard svarkriterier.