МРТ с гиперполяризованным ксеноном в лучевой терапии НМРЛ

Показатели выживаемости при раке легких низкие. Годовая выживаемость в Соединенном Королевстве для мужчин составляет 27%, а для женщин - 30%, а к пяти годам она снижается до менее 10%. Прогноз при раке легкого настолько неблагоприятен, что более двух третей пациентов диагностируется на поздней стадии, когда радикальное лечение невозможно. Ранняя диагностика и оценка толерантности к радикальному лечению могут существенно повлиять на показатели выживаемости.

Гистологически примерно 80% случаев рака легкого составляют немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ). Основным методом лечения НМРЛ является хирургическое вмешательство. Радикальная лучевая терапия и химиолучевая терапия являются другими потенциально излечивающими методами лечения. Они подходят для пациентов с локализованными опухолями, не поддающимися хирургическому вмешательству из-за вовлечения критических местных структур или неоперабельным с медицинской точки зрения заболеванием из-за преклонного возраста или сопутствующих заболеваний. Лучевая терапия направлена ​​на доставку высокой противоопухолевой дозы к опухоли без повреждения окружающей нормальной легочной ткани. Высокая доза лучевой терапии улучшает местный контроль, но влечет за собой риск индуцирования токсических эффектов в нормальной легочной ткани. Если бы радиационно-индуцированную легочную токсичность можно было бы лучше прогнозировать и контролировать, радикальная лучевая терапия могла бы быть адаптирована к конкретному человеку, что также могло бы иметь преимущество, заключающееся в предотвращении или снижении дозы облучения функциональной ткани легкого.

В настоящее время оценка пациентов для лучевой терапии включает измерения функции легких, чтобы предоставить клинический показатель того, будет ли пациент переносить лечение и поддерживать ли он достаточное функционирование легких после лечения, чтобы продолжать повседневную деятельность без значительных нарушений. В настоящее время золотым стандартом оценки функции легких является спирометрия и газообмен. Спирометрия и газообмен измеряют глобальную функцию легких, но не дают информации о различных участках легкого или о поддерживающем «каркасе» легкого, паренхиме. тяжести или отражают ухудшение состояния здоровья пациента. Эта слабая взаимосвязь, вероятно, связана с тем, что легкие представляют собой сложный региональный орган, в котором локальные нарушения множества факторов, включая поток газа (вентиляция), кровоток (перфузия) и газообмен, в совокупности приводят к нарушению дыхательной функции.

Для решения этих проблем мы стремимся использовать гиперполяризованный газ ксенон (Xe129), магнитно-резонансную томографию (МРТ) и компьютерную томографию (КТ) для описания подробных региональных и структурных аномалий легких у пациентов с НМРЛ. Исследователи сопоставят этот метод с исходной спирометрией и показателями одышки, чтобы определить, лучше ли предсказывается переносимость респираторной лучевой терапии с помощью МРТ с гиперполяризованным Xe129. Исследователи будут сравнивать гиперполяризованную МРТ Xe129 со стандартной визуализацией (сканирование ядерной медицины). Исследователи также оценят изменения в гиперполяризованной МРТ-изображении Xe129 до, во время и после лучевой терапии, чтобы определить, обеспечивает ли она улучшенную оценку радиационно-индуцированного повреждения легких. Преимущество МРТ в том, что она не содержит ионизирующего излучения, что делает ее безопасной и практичной для таких заболеваний, как рак легких, когда необходимы повторные последующие сканирования. МРТ имеет более высокую скорость получения изображений по сравнению с КТ и сцинтиграфией легких и дает возможность динамической оценки состояния легких во время дыхания. В обычной МРТ сигнал исходит главным образом от протонов в молекулах воды тканей. Поэтому обычная МРТ имеет ограниченное применение при респираторных заболеваниях, потому что легкие имеют очень низкую плотность протонов, вместо этого они в основном состоят из воздушных пространств, которые не генерируют МР-сигнал. Гиперполяризованные благородные газы могут решить эту проблему. Ксенон (Xe129) представляет собой нереакционноспособный или инертный благородный газ. Его ядерный спин равен ½, что позволяет использовать его в МРТ для генерации сигнала. Xe129 гиперполяризован, то есть ядерный спин внутри атомов увеличен. Гиперполяризация увеличивает МР-сигнал, позволяя газу Xe129 обнаруживаться на МР-скане. В участках легкого с хорошим потоком воздуха гиперполяризованный газ Xe129 будет проявляться больше и будет заметен быстрее. Кроме того, Xe129 легко растворяется в крови, где он испускает различные характеристики МР-сигнала. Это свойство можно использовать для региональной количественной оценки как вентиляции, так и перфузии в легких, обеспечивая всестороннюю оценку функции легких. Необходимость в улучшенной функциональной визуализации для выявления ранее существовавших заболеваний легких и прогнозирования респираторной толерантности пациентов с НМРЛ к лучевой терапии очевидна. МРТ с гиперполяризованным Xe129 может информировать о индивидуальной пригодности для схем лучевой терапии лучше, чем исследования, используемые в настоящее время. Кроме того, требуется улучшенная функциональная визуализация для мониторинга ответа на лечение и обеспечения возможности индивидуальной адаптации режимов лечения. МРТ с гиперполяризованным Xe129 дает возможность улучшить обнаружение радиационно-индуцированного поражения легких, что имеет неоценимое значение для лечения пациентов с радиационно-индуцированным поражением. Он также может предоставить информацию, которая позволит спланировать ЛТ таким образом, чтобы снизить риск развития у пациентов радиационно-индуцированной легочной токсичности (РИЛТ).

Необходимость в улучшенной функциональной визуализации для выявления ранее существовавших заболеваний легких и прогнозирования респираторной толерантности пациентов с НМРЛ к лучевой терапии очевидна. МРТ с гиперполяризованным Xe129 может информировать о индивидуальной пригодности для схем лучевой терапии лучше, чем исследования, используемые в настоящее время. Кроме того, требуется улучшенная функциональная визуализация для мониторинга ответа на лечение и обеспечения возможности индивидуальной адаптации режимов лечения. МРТ с гиперполяризованным Xe129 дает возможность улучшить обнаружение радиационно-индуцированного поражения легких, что имеет неоценимое значение для лечения пациентов с радиационно-индуцированным поражением. Он также может предоставить информацию, которая позволит спланировать ЛТ таким образом, чтобы снизить риск развития у пациентов радиационно-индуцированной легочной токсичности (РИЛТ).