CT-perfusion vid prognostisering av cerebralt höggradigt gliom

Syftet med forskningen: Utvärdera användbarheten av det icke-invasiva avbildningsverktyget för datortomografi (CT) perfusion vid preoperativ prognosticering av höggradiga cerebrala gliom.

Bakgrundsinformation: Hjärntumör drabbar cirka 2300 individer per år i Kanada. Höggradigt gliom är den vanligaste primära hjärntumören hos vuxna och står för cirka 2,5 % av alla dödsfall i cancer. Den verkliga förekomsten av höggradigt gliom i landet är inte känd, men det drabbar cirka 2 per 100 000 personer per år i Nova Scotia. Icke-invasiv, exakt och snabb diagnos är absolut nödvändigt.

Höggradigt gliom är en aggressiv neoplasm och medianöverlevnaden för drabbade patienter är 12 månader, oberoende av någon form av behandling. Prognosen för dessa patienter kan endast bestämmas på patologi efter biopsi eller operation. Konventionella avbildningstekniker såsom magnetisk resonanstomografi (MRT) enbart hjälper inte till att förutsäga nivån av malignitet hos cerebrala gliom. Nybildning av blodkärl spelar en central roll för tillväxt och spridning av tumörer. Det avancerade avbildningsverktyget med datortomografi (CT) perfusion kan användas för att studera blodtillförseln till tumören på nivån av kapillärer. Denna information tillåter bestämning av aggressiviteten hos cerebrala gliom vid tidpunkten för diagnos.

För att rikta bättre och aggressiv vård hos patienter med höggradigt cerebralt gliom är det viktigt att identifiera patienter vars förväntade livslängd kan vara relativt längre. De två höga graderna av gliom har grupperats tillsammans i litteraturen för både behandling och prognos. Det finns bara ett fåtal studier som har behandlat differentieringen av de två högre graderna av gliom. Några av dessa är våra egna förstudier. I en preliminär studie av 20 sådana patienter har utredare visat att CT-perfusion kan förutsäga överlevnad, oavsett patologisk grad och behandling som erhållits. I den aktuella studien skulle utredarna vilja utöka våra preliminära resultat i en större grupp patienter för att säkerställa att denna teknik verkligen är robust. Hos patienter med kortare överlevnad kan perfusionsparametrarna hjälpa till att identifiera nya terapeutiska mål (t.ex. anti-angiogena medel) som kan hjälpa till vid behandlingen av dessa patienter.

Både CT- och MR-perfusionsstudier kan användas för att bedöma blodtillförseln av hjärntumörer. MR-perfusion är begränsad i termer av absolut kvantifiering av perfusionsparametrarna på grund av det icke-linjära förhållandet mellan koncentrationen av kontrastmaterial och förändringen av signalintensiteten. MR-perfusionsstudier kräver också två bolusinjektioner av kontrastmedel. CT-perfusion är en allmänt tillgänglig och tillförlitlig teknik som kan ge absolut kvantifiering av perfusionsparametrar med en enda insamling och en enda bolus av ett kontrastmedel.

Hypotes - CT-perfusion i höggradiga cerebrala gliom kan förutsäga överlevnad oavsett patologisk grad och oavsett vilken behandling som ges.

Specifika mål: Genomföra en prospektiv studie i en större kohort av patienter med höggradiga cerebrala gliom för att bedöma användbarheten av CT-perfusion och jämföra detta med demografiska faktorer, tumörgrad och behandling för att uppskatta prognos.

Forskningsdesign: Denna prospektiva kohortstudie kommer att göras under en period av 2 år vid QE II Health Sciences Centre, Infirmary Site. Alla patienter som uppvisar en nyupptäckt hjärnskada som sannolikt är höggradigt cerebralt gliom antingen på CT eller MRI av hjärnan, kommer att bli ombedda att delta i denna studie. Gravida patienter eller de med nedsatt njurfunktion kommer att exkluderas från studien. Informerat samtycke kommer att erhållas.

Cirka 100 nya patienter med cerebralt gliom kommer till vår hjärntumörklinik varje år. Vår avsikt är att rekrytera minst 50 patienter med höggradigt cerebralt gliom varje år under två på varandra följande år. Varje patient kommer att genomgå en enda CT-perfusionsskanning innan den genomgår någon biopsi eller kirurgisk resektion.

CT-perfusionsteknik- CT-perfusionsskanningen kommer att utföras på en 128 skiva multidetektor CT-skanner (Somatom Definition Flash, Siemens). CT-perfusionsavbildning kommer att utföras vid tidpunkten för rutinmässig preoperativ neuronavigationsavbildning. En CT-huvudskanning utan kontrast kommer att göras för att lokalisera tumören innan en perfusionsskanning erhålls. Fyra 5 mm tjocka skivor med matrisstorleken 512x512 kommer att väljas på tumörnivån. Flera bilder kommer att tas på varje nivå med början 5 sek efter injektionen av 50 cc nonjoniskt joderat kontrastmedel (Omnipaque 300) med en hastighet av 4 cc/sek. Förvärvsparametrarna kommer att vara 80 kVp och 100 mA. Bilderna hämtas varje sekund i totalt 110 sek. Bilderna kommer att skickas till en separat efterbehandlingsarbetsstation och efterbehandlingen kommer att utföras med hjälp av CT-perfusionsprogramvaran (Siemens). Två CT-perfusionsparametrar (cerebral blodvolym och permeabilitetsytaprodukt) kommer att beräknas med användning av flera intressanta regioner i tumörområdena som visar de högsta perfusionsvärdena. En annan region av intresse kommer att placeras i den kontralaterala normala vita substansen.

Patienten kommer att genomgå biopsi eller operation och histopatologisk undersökning av vävnaden enligt standarden för vården på vårt sjukhus. Perfusionsparametrarna kommer att korreleras med graden av gliom på patologi. Patienten kommer att få adjuvant behandling enligt institutionell vårdstandard och kommer att följas kliniskt enligt vårdstandard. Perfusionsparametrarna kommer sedan att korreleras med dessa patienters överlevnad.

Dataanalys - Perfusionsparametrar kommer att jämföras mellan gliom och normal hjärnvävnad och mellan olika grader av gliom med hjälp av ett Student 2-provstest. En Cox-regressionsanalys med proportionella risker kommer att användas för att fastställa sambandet mellan total överlevnad och perfusionsparametrar. Kaplan-Meier överlevnadskurvor kommer att ritas för att visa sambandet mellan perfusionsparametrar och total överlevnad hos patienter. Ett p-värde på mindre än 0,05 kommer att betraktas som statistiskt signifikant.

Förväntningar och relevans av den föreslagna forskningen

• CT-perfusion kommer att bidra till preoperativ karakterisering av höggradiga cerebrala gliom och deras aggressivitetsnivå.
• Perfusionsparametrar kommer att hjälpa till att förutsäga prognosen (oavsett grad av tumör och behandling) för patienter med höggradigt cerebralt gliom. Detta kan hjälpa till att rikta aggressiv terapi till patienter med förutspådd längre överlevnad.
• Hos patienter med förutspådd kortare överlevnad kan perfusionsparametrarna styra framtida forskning om nya terapeutiska mål.

Möjliga fallgropar och möjliga lösningar:

1. Strålningsexponering från CT-perfusion- Dessa patienter genomgår strålbehandling som en del av sin behandling, vilket kommer att ha betydligt högre stråldos jämfört med CT-perfusion. Stråldosen från CT-perfusion motsvarar den för 2 CT-skanningar.
2. Potentiell njurtoxicitet av joderat färgämne - Endast 50 cc CT-färgämne kommer att användas, vilket är mindre jämfört med den vanliga dosen för förbättrad CT-skanning. Patienter med nedsatt njurfunktion kommer att uteslutas från vår studie.