CEST- MRI wzmocniony glukozą dla przerzutowych guzów mózgu

Cel: Ilościowe porównanie MRI ze wzmocnieniem glukozą z aktualnym standardem MRI ze wzmocnieniem GBCA u uczestników z przerzutowymi guzami mózgu przed radioterapią z British Columbia Cancer Agency w Vancouver Cancer Centre.

Hipotezy: 1) MRI wzmocniony glukozą uwidoczni złośliwe przerzutowe guzy mózgu z porównywalnym kontrastem do szumu w porównaniu z GBCA i 2) Wzmocnienie glukozy w guzach mózgu dostarczy unikalnych i uzupełniających informacji w porównaniu z MRI wzmocnionym GBCA.

Uzasadnienie: Obecny standardowy środek kontrastowy MRI stosowany w leczeniu przerzutowych guzów mózgu, GBCA, jest ograniczony przez niską specyficzność, ponieważ GBCA gromadzi się w obszarach z uszkodzoną barierą krew-mózg w wyniku raka oraz martwicy popromiennej i pseudoprogresji po radioterapii. Ważne jest, aby onkolodzy zajmujący się radioterapią niezawodnie identyfikowali nawracające nowotwory, martwicę i stany zapalne po leczeniu; a GBCA na to nie zezwala. Dlatego istnieje kliniczna potrzeba opracowania techniki MRI, która zapewnia lepszą specyficzność charakteryzowania przerzutowych guzów mózgu przed terapią i po niej. MRI wzmocniony glukozą to nowa technika, która może zapewnić lepszą specyficzność w wykrywaniu przerzutowych guzów mózgu.

Uzasadnienie liczby uwzględnionych uczestników: Oczekuje się, że stopień wzmocnienia sygnału będzie się różnić między uczestnikami, ponieważ 1) guzy mózgu z przerzutami wykazują różne wzorce wzmocnienia, w tym pierścieniowe, lite i guzkowe oraz 2) rozmiary guzów mózgu z przerzutami będą różne. W związku z tym uważa się, że 20 uczestników wystarczy, aby zapewnić dość dokładne oszacowanie oczekiwanego średniego kontrastu guza, jak również oczekiwanej wariancji kontrastu guza dla przyszłych badań klinicznych. Jeden dodatkowy zdrowy uczestnik zostanie włączony do badania w celu przeprowadzenia „przebiegu próbnego” skomplikowanego protokołu MRI i infuzji.

Cele:

1. Porównaj mapy obszaru pod krzywą (AUC) obliczone za pomocą glukozy i GBCA w obszarach guza i przeciwległych obszarach mózgu w różnych przedziałach czasowych.
2. Porównaj obrazy MRI wzmocnione kontrastem po wstrzyknięciu, pokazujące maksymalny kontrast guza dla pojedynczych obrazów, aby porównać „natychmiastowy” kontrast z rezonansu magnetycznego wzmocnionego glukozą i GBCA.

Projektowanie badań i analiza statystyczna:

Rekrutacja uczestników: Rekrutacja rozpocznie się od współpracujących onkologów zajmujących się radioterapią, którzy zapytają odpowiednich pacjentów, czy są zainteresowani udziałem w badaniu MRI. Badanie zostanie opisane, a jeśli pacjenci będą nadal zainteresowani, zostanie podjęta zgoda i wypełnione zostaną formularze przesiewowe. Uczestnicy zostaną zaplanowani na rutynowe badania krwi w celu sprawdzenia kwalifikacji (stan glukozy we krwi i czynność nerek). Uczestnicy zostaną również umówieni na wizytę MRI w centrum badawczym UBC MRI.

Uczestnicy zostaną poproszeni o poszczenie w noc przed badaniem MRI. Zostaną im zasugerowane: „Zjedz normalną kolację, a następnie nie jedz i pij tylko wodę od północy do zakończenia badania MRI, które zostanie zaplanowane rano, aby zminimalizować czas postu”.

Szczegóły badania MRI: Do wykonania w centrum badawczym UBC MRI przy użyciu 3T Philips Achieva MRI.

Przygotowanie cewnika dożylnego: Przybywają pacjenci, a wykwalifikowana pielęgniarka lub lekarz umieszcza cewnik dożylny w jednym ramieniu. Poziom glukozy na czczo będzie mierzony za pomocą glukometru przy użyciu 1-2 ml próbki krwi. Tylko uczestnicy z prawidłowym poziomem glukozy we krwi na czczo (70-125 mg/dl) będą kontynuować badanie. Pierwszy cewnik dożylny będzie używany do monitorowania poziomu glukozy we krwi co 10 minut po wstrzyknięciu bolusa, aż do powrotu do normy. Drugi cewnik dożylny umieszcza się na przeciwległym ramieniu do infuzji glukozy i infuzji GBCA (gadobutrol).

Protokół wlewu glukozy: Nastąpi to, gdy uczestnik leży w obrazie MRI. Protokół naśladuje dożylny test obciążenia glukozą. Wstrzyknięcie bolusa 25 g 50% roztworu dekstrozy klasy szpitalnej w ciągu 1 minuty stosuje się w celu zwiększenia stężenia glukozy we krwi do około 3-4-krotnego poziomu normalnego. Poziom glukozy we krwi powinien powrócić do normalnego poziomu w ciągu 30 do 60 minut, zgodnie z wcześniejszymi badaniami.

Protokół infuzji GBCA: Nastąpi to również, gdy uczestnik leży w obrazie MRI i około 20 minut po infuzji glukozy. Standardowe dożylne wstrzyknięcie bolusa 0,1 mM/kg gadobutrolu (Gadovist) z szybkością wstrzykiwania 5 ml/sek.

Oś czasu MRI: Guzy przerzutowe będą początkowo wykrywane przy użyciu standardowego MRI 3D T2-zależnego. Następnie do pozostałej części badania zostanie wybrany wycinek będący przedmiotem zainteresowania, zawierający maksymalne pokrycie guza. U uczestników z mnogimi przerzutami ognisko stanowić będzie największa nieleczona zmiana, a jeśli to możliwe, uwzględnione zostaną liczne zmiany.

Skany MRI będą obejmować: 1) Zwiadowcy i shimming pola magnetycznego; 2) MRI 3D T2 ważony; 3) Mapy pola magnetycznego (B0 i B1); 4) Widmo Z przed wstrzyknięciem glukozy; 5) Rozpocznij seryjne badanie MRI wzmocnione glukozą; [wlew glukozy po 3 minutach]; 6) Widmo Z po wstrzyknięciu glukozy po 10 minutach; 7) Rozpoczęcie seryjnego rezonansu magnetycznego T1-zależnego wzmocnionego gadobutrolem; [wlew gadobutrolu po 3 minutach]; 8) Kontynuuj skany MRI wzmocnione Gd do 10 minut po wstrzyknięciu.

Analiza danych MRI zostanie przeprowadzona przy użyciu dobrze udokumentowanych, standardowych technik przy użyciu specjalnie opracowanego oprogramowania Matlab.

Statystyki: Statystyki średniej i odchylenia standardowego zostaną obliczone zarówno dla danych wzmocnionych glukozą, jak i wzmocnionych gadobutrolem. Kontrast guza do szumu zostanie obliczony przy użyciu krzywych AUC oraz pojedynczych obrazów MR. Metryki te pomogą określić ilościowo czułość wykrywania guza MRI wzmocnionego glukozą w stosunku do MRI wzmocnionego GBCA. Badacze spodziewają się, że obie techniki zapewnią podobny kontrast do szumu w guzach przerzutowych, na podstawie wcześniej zgłoszonych wyników u uczestników z glejakiem.