Przydatność zintegrowanego badania PET/MRI w ocenie raka płaskonabłonkowego jamy ustnej i gardła

Do tego trzyletniego prospektywnego projektu zostanie włączonych łącznie 160 pacjentów z potwierdzonym histologicznie SCC jamy ustnej i gardła poddanych chemioradioterapii. Kryteria wykluczenia obejmują wcześniejszy nowotwór złośliwy głowy lub szyi, drugi nowotwór złośliwy, przerzuty odległe, przeciwwskazania do MRI (niewydolność nerek, implant ślimakowy, rozrusznik serca lub wewnątrzczaszkowe zaciski ferromagnetyczne tętniaka) oraz stężenie glukozy w surowicy >200 mg/dl. Każdy zakwalifikowany pacjent zostanie poddany szczegółowym badaniom klinicznym, w tym testowi na obecność wirusa brodawczaka ludzkiego. Tego samego dnia przed badaniem PET/MRI uczestnicy zostaną poddani niskodawkowej tomografii komputerowej klatki piersiowej. W okresie po leczeniu podstawowe badanie MRI całego ciała zostanie wykonane 3 miesiące po chemioradioterapii. Następnie uczestnicy będą następnie co 6 miesięcy poddawani również alternatywnej tomografii komputerowej w rozszerzonym polu i rezonansowi magnetycznemu całego ciała. Jeśli nawrót nowotworu zostanie potwierdzony lub istnieje duże podejrzenie, zostanie również wykonane badanie PET/MRI w celu ponownego określenia stopnia zaawansowania nowotworu.

Trzyletnie planowanie Odpowiednia liczba przypadków i czas trwania obserwacji są niezbędne do analizy statystycznej i określenia wyniku leczenia SCC jamy ustnej i gardła leczonego chemioradioterapią. Badacze planują zakończyć to badanie w ciągu 3 lat.

W pierwszym roku prace w ramach tego projektu w pierwszym roku zaprojektują kategorie banków danych, skonfigurują przepływ pracy i zoptymalizują protokoły obrazowania, określą możliwości diagnostyczne komponentu MRI, komponentu PET, zintegrowanego PET/MRI w ocenie stopnia zaawansowania nowotworu , określić dodatkową wartość diagnostyczną TK klatki piersiowej bez kontrastu w zintegrowanym badaniu PET/MRI oraz zbadać wczesną odpowiedź na leczenie i wzorce resztkowego guza.

W drugim roku badacze będą kontynuować prace z pierwszego roku, a ponadto obejmą następujące prace w celu określenia częstości występowania i predyktorów niepowodzenia leczenia SCC jamy ustnej i gardła oraz zbadania wzorców odpowiedzi na leczenie i wczesnych nawrotów. W trzecim roku badacze będą kontynuować poprzednie prace i uzyskają wystarczającą wielkość próby, aby przeprowadzić analizę statystyczną związku między parametrami obrazowania a wynikami pacjentów, uzyskać kompleksowe obrazowanie wzorców nawrotów guza i zmian/powikłania po leczeniu, zbadać w jakim stopniu parametry obrazowania biologicznego mogą wpływać na wynik i wybór pacjentów do chemioradioterapii oraz przeanalizować dokładność, pułapki i opłacalność samego PET/MRI oraz PET/MRI z CT klatki piersiowej bez kontrastu w ocenie pacjentów z SCC jamy ustnej i gardła.

Dane PET/MRI będą pozyskiwane za pomocą zintegrowanego skanera PET/MRI, który jednocześnie pobiera dane PET i MR za pomocą magnesu 3,0-T. Protokół badania będzie łączył skan całego ciała z dedykowanym badaniem okolicy głowy i szyi. Wszyscy uczestnicy będą pościć przez 6 godzin przed badaniem. 50-70 minut po wstrzyknięciu 370 MBq FDG pacjent zostanie umieszczony na łóżku skanera PET/MRI. Po szybkiej sekwencji lokalizatora MR zależnego od T1 do obrazowania zwiadowczego i sekwencji Dixon VIBE do korekcji atenuacji, zostanie wykonane badanie PET całego ciała w 5 pozycjach łóżka, aby pokryć od głowy do bliższej części uda, z czasem akwizycji 4 min na pozycję łóżka. Równocześnie zostanie przeprowadzona akwizycja obrazu MR całego ciała dla odpowiednich 5 pozycji łóżek z osiową sekwencją HASTE i czołową sekwencją STIR, jak również strzałkową T1-zależną Turbo echo kręgosłupa (TSE) i sekwencją STIR.

Następnie równolegle wykonywane będą regionalne obrazy PET i MRI. Regionalny PET zostanie wykonany z czasem akwizycji 10 min, podczas gdy dedykowany MRI regionu głowy i szyi zostanie wykonany w projekcji osiowej i czołowej z sekwencją TSE ważoną T1 i sekwencją TSE ważoną T2 z wysyceniem tłuszczem. Osiowa DWI zostanie przeprowadzona przy użyciu pojedynczej techniki echoplanarnej echa spinowego ze zmodyfikowanym schematem pulsowania gradientu dyfuzyjnego Stejskala-Tannera. Do rekonstrukcji obrazowania IVIM i kurtozy wykorzystanych zostanie łącznie 10 b wartości, które wynoszą: 0, 20, 40, 80, 100, 200, 400, 800, 1200, 1500 s/mm2. DCE-PWI w regionie głowy i szyi zostanie uzyskany przy użyciu sekwencji zepsutego echa gradientowego ważonego T1 3D. Przestrzenna płytka nasycenia zostanie wszczepiona poniżej nabytego obszaru, aby zminimalizować efekt napływu z tętnic szyjnych. Przed podaniem środka kontrastowego zostaną obliczone podstawowe wartości czasu relaksacji podłużnej z obrazu uzyskanego przy różnych kątach odchylenia. Następnie serie dynamiczne zostaną uzyskane przy użyciu tej samej sekwencji z kątem odwrócenia 15°, po dożylnym podaniu paramagnetycznego środka kontrastowego z szybkością 3 ml/s. Następnie zostanie wykonany dedykowany regionalny rezonans magnetyczny z sekwencją TSE ważoną T1 z wysyceniem tłuszczem w projekcji osiowej i czołowej. Na koniec zostanie wykonany osiowy VIBE całego ciała z wysyceniem tłuszczem. Całkowity czas akwizycji wynosi około 42 min, a średni czas przebywania w pomieszczeniu dla badania PET/MR wyniesie około 60 min.

Niskodawkowa tomografia komputerowa klatki piersiowej bez wzmocnienia Spiralna tomografia komputerowa klatki piersiowej z niską dawką bez wzmocnienia środkiem kontrastowym zostanie przeprowadzona przed badaniem PET/MRI tego samego dnia badania. Parametry akwizycji obejmują napięcie szczytowe 120 kVp, mAs 50, kolimację 64x0,5 mm i interwał rekonstrukcji 3 mm.

Analiza danych Czytelnicy są świadomi, że pacjenci mają SCC jamy ustnej i gardła, i nie będą znali wyników innych badań ani danych PET/MR. Obrazy PET, MRI i CT klatki piersiowej będą najpierw interpretowane niezależnie. Wszystkie obrazy zostaną następnie przejrzane razem i porównane. Zostanie zarejestrowana lista kontrolna różnych rozkładów rozprzestrzeniania się guza, rozprzestrzeniania się węzłów chłonnych i odległych przerzutów. Wyniki badań klinicznych i badań obrazowych zostaną wspólnie omówione przez zespół badawczy Head-and-Neck. Biopsja endoskopowa, biopsja aspiracyjna cienkoigłowa pod kontrolą ultrasonografii lub biopsja pod kontrolą tomografii komputerowej zostaną wykonane w przypadku wszelkich zmian podejrzanych o złośliwość, jeśli to możliwe. Jeśli biopsja zmiany będącej przedmiotem zainteresowania nie jest wykonalna lub daje wynik negatywny, kontynuowana będzie ścisła obserwacja kliniczna i obrazowa. Wszyscy uczestnicy będą obserwowani przez co najmniej 12 miesięcy. Dane z obrazowania klinicznego i funkcjonalnego zostaną zebrane i przeanalizowane w celu przewidywania odpowiedzi na leczenie i rokowania. W przypadku dyfuzyjnego rezonansu magnetycznego regiony będące przedmiotem zainteresowania zostaną ręcznie umieszczone na zmianach na mapie ADC, aby objąć jak największy obszar guza litego. Natężenia sygnału zmierzone na obrazach uzyskanych przy różnych wartościach b S(b) zostaną numerycznie dopasowane do modelu, S(b)=S0 e-b*ADC, gdzie S0 i Sb to intensywności sygnałów przy różnych wartościach b, dla obrazowania IVIM , zależność między intensywnościami sygnałów a wartościami b można wyrazić równaniem: Sb/S0 = (1-f )．exp(-bD) + f．exp[-b(D + D＊)] gdzie f jest mikronaczyniową ułamek objętościowy reprezentujący ułamek dyfuzji związany z mikrokrążeniem, D oznacza współczynnik czystej dyfuzji, a D* to niespójne mikrokrążenie związane z perfuzją. W przypadku DKI związek między intensywnością sygnału a wartościami b można wyrazić równaniem: ln[S(b)] = ln[S(0)] - b x Dapp + 1/6b2 x Dapp2 x Kapp, gdzie S jest sygnałem intensywność (jednostki dowolne), b to wartość b (s/mm2), Dapp to pozorny współczynnik dyfuzji (10-3 mm2/s), a Kapp to pozorny współczynnik kurtozy oznaczający odchylenie od rozkładu Gaussa. Przeprowadzimy również dopasowanie jednowykładnicze, używając Kapp=0 w równaniu, uzyskując ADCmono. W przypadku DCE-PWI MRI zmiana stężenia środka kontrastowego w czasie, Ct(t), zostanie określona w każdym wokselu w guzie, a kinetyczny model znacznika przedziałowego zostanie zastosowany do każdego woksela przy użyciu funkcji wejścia tętniczego, Cp(t), mierzone u każdego osobnika: Ct (t)=VpCp(t) + Ktrans ∫0 t Cp(t' ) exp(Ktrans(t-t') /Ve )dt' gdzie t' to czas ( w minutach) jako zmienną całkującą, a Cp(t') to stężenie środka kontrastowego w osoczu krwi w funkcji czasu.

W przypadku parametrów obrazowania PET, SUV i MTV docelowych zmian chorobowych będą mierzone na podstawie obrazów PET 18F-FDG z korekcją atenuacji przez narysowanie granic wystarczająco dużych, aby objąć zmiany chorobowe. Próg SUV wynoszący 2,5 zostanie użyty do wyznaczenia MTV. TLG oblicza się jako iloczyn średniego SUV-a i MTV.