Utveckling och validering av avancerade MRT-metoder för kliniska tillämpningar

Målen för denna studie är att (1) Utveckla och optimera förvärvsmetoder för MRI-baserade biomarkörer som är indikativa för hjärntumörpatofysiologi. Dessa metoder inkluderar, men är inte begränsade till, DWI, CEST och Dynamic Susceptibility Contrast (DSC) och Dynamic Contrast Enhanced (DCE) MRI; och (2) Validera DSC-MRI-noggrannheten genom jämförelse med en intravaskulär referensstandard. Utvecklingsstudier: Under utvecklingen av nya avbildningsbaserade biomarkörer är det avgörande att optimera förvärvsparametrar, systematiskt karakterisera prestanda och kontrast i patologin av intresse, validera med histopatologi och etablera test-repeterbarhet. Det första målet med denna studie är alltså att utveckla avancerade Diffusion Weighted Imaging (DWI), CEST och DSC/DCE-MRI metoder för applicering på hjärntumörer. Mål 1 är en encenterstudie av upp till 60 försökspersoner som görs för att utforska och optimera avbildningssignaturer som tyder på förändrade funktionella tumörtillstånd. Dessa avancerade avbildningsmetoder gör det möjligt för utredarna att undersöka neuropatologiska tumörkorrelat, inklusive cellulära egenskaper, molekylära och metabola förändringar och vaskulära egenskaper. Jämfört med befintlig konventionell anatomisk avbildning, antar forskarna att dessa experimentella metoder bättre kommer att kunna karakterisera hjärntumörer och kommer att ha potential att fungera som nya biomarkörer av diagnostisk och terapeutisk betydelse. Forskarnas tillvägagångssätt sammanför biofysisk och fysiologisk information erhållen från MRT och korrelerar detta med kliniska diagnoser och resultat. Validering av DSC-MRI: Trots DSC-MRI:s potentiella inverkan på klinisk vård, har dess bredskaliga integration varit långsam, till stor del på grund av bristande konsensus om metodik och hur man kan förhindra potentiella CBV-felaktigheter. Även om DSC-MRI förlitar sig på antagandet att gadoliniumbaserade kontrastmedel förblir i det vaskulära lumen, bryts detta tillstånd ofta in vivo. Om det inte korrigeras för, leder kontrastmedelsläckageeffekter till felaktig CBV, feldiagnos och potentiellt felbehandling. Även om det finns många läckagekorrigeringsstrategier som har visat sig tydligt förbättra DSC-MRI:s kliniska användbarhet (t.ex. att förutsäga terapeutiskt svar), har en viktig begränsning förhindrat standardiseringen och det breda antagandet av DSC-MRI-metodologin: Hittills har ingen studie har validerat noggrannheten av läckagekorrigerade CBV-mått hos patienter. Så även om läckagekorrigerade CBV-värden kan användas, till exempel för att skilja tumörrecidiv från effekter efter behandling, är det okänt om denna kliniska fördel är en konsekvens av den komplexa kombinationen av pulssekvensparametrar, kinetik, doseringsschema, relaxiviteter och läckagekorrigeringsstrategi eller om den beräknade CBV faktiskt återspeglar den underliggande vaskulära tätheten. Denna distinktion är kritisk eftersom den har konsekvenser för DSC-MRI-standardisering, fastställande av CBV-trösklar för klinikanvändning, jämförelser på flera platser och kliniska prövningar. Utredarna tror att denna begränsning representerar den mest kritiska och kliniskt relevanta utmaningen inom området för hjärntumör DSC-MRI som snarast måste åtgärdas. Mål 2 är en encenterstudie av upp till 160 försökspersoner som görs för att validera noggrannheten hos DSC-MRI-mätningar av CBV. För att validera DSC-MRI-måtten härledda från gadoliniumbaserade (Gd)-kontrastmedel med liten molekylvikt, kommer forskarna att jämföra rCBV-kartor med de som härrör från det intravaskulära kontrastmedlet Ferumoxytol. Ferumoxytol har utvärderats hos människor som ett potentiellt DSC-MRI-kontrastmedel men inte i syfte att validera läckagekorrigeringstekniker. Eftersom ferumoxytol-baserad DSC-MRI inte påverkas av läckageeffekter, möjliggör den bedömningen av de mest tillförlitliga perfusionsmåtten som kan förväntas från DSC-MRI och är som sådan den mest tillförlitliga referensstandarden för att utvärdera CBV-noggrannheten. Observera att medan ferumoxytol genomgår kliniska prövningar som ett potentiellt DSC-MRI-kontrastmedel, är det osannolikt att det kommer att ersätta Gd-baserade kontrastmedel eftersom det inte kan ge den signalförstärkning som förväntas på konventionella postkontrast T1-viktade bilder och därför är olämplig för användning med vanliga svarskriterier.