Billeddannelse på en MR-Linac identificerer strålingsresistente hjernetumorer – Physics World

Billeddannelse på en MR-Linac identificerer strålingsresistente hjernetumorer – Physics World

Tidsstempel: 10. oktober 2023 kl. 3

Tilsyneladende diffusionskoefficientkort optaget på en MR-Linac
Prognostisk billeddannelse Tilsyneladende diffusionskoefficient (ADC) kort optaget på en MR-Linac. Området med lav ADC vises som en blå farvevask. Tidlig vækst af lav-ADC tumor kan ses. (Høflighed: Radiother. Oncol. 0.1016/j.radonc.2023.109873)

Glioblastom er en aggressiv hjernekræft med en gennemsnitlig overlevelse på kun 15 måneder. Flerstrengede bestræbelser er i gang for at forbedre effektiviteten af ​​post-kirurgisk strålebehandling, såsom dosiseskalering, hvor øget dosis leveres til regioner med behandlingsresistente tumorer. Denne tilgang kræver imidlertid evnen til hurtigt og nemt at identificere tumorer, der ikke reagerer på strålebehandling.

Med dette formål har forskere ved University of Toronto's Sunnybrook Health Sciences Center har undersøgt, om diffusionsvægtet billeddannelse (DWI) på en MRI-styret lineær accelerator (1.5 T Unity MR-Linac) kan bruges til at identificere sådanne dosiseskaleringsmål.

DWI genererer MR-kontrast baseret på diffusionen af ​​vandmolekyler, med in vivo diffusivitet kvantificeret via en parameter kaldet den tilsyneladende diffusionskoefficient (ADC). Cellemembraner begrænser vanddiffusion, hvilket resulterer i lave ADC-værdier. Tumorregioner med lav ADC kan således indikere højcellulær, tæt tumor. En reduktion i lav-ADC-regioner under strålebehandling kan indebære et fald i solid tumor, mens stigende lav-ADC-volumen kan indikere, at en tumor ikke reagerer på behandlingen.

Første forfatter Liam Lawrence og kolleger undersøgte, om ændringer i ADC, identificeret via daglig MR-Linac DWI under behandlingen, var prognostiske for overlevelse. De fandt, at ændringer i lav-ADC-regioner korrelerede stærkere med overlevelse end ændringer i brutto tumorvolumen (GTV), og rapporterede deres resultater i Stråleterapi og onkologi.

Undersøgelsen omfattede 75 patienter diagnosticeret med glioblastom, som gennemgik kemoradioterapi, hvoraf 32 blev behandlet på Unity MR-Linac og 43 med en konventionel lineær accelerator. Alle patienter blev afbildet med simulerings-MR-scannere (MR-sim) ved behandlingsplanlægning og i uge 2, 4 og 10 efter behandlingsstart.

Forskerne analyserede 479 DWI-scanninger fra MR-Linac og 289 DWI-datasæt fra MR-sim-scanninger ved hjælp af voxel-vis tilpasning til at generere ADC-kort. De definerede "lav-ADC" tumorregioner som voxels i GTV'et med ADC på mindre end 1.25 µm2/Frk. Denne tærskel identificerer tæt og ikke-nekrotisk tumor og er større end den gennemsnitlige ADC for højgradigt gliom.

For både lav-ADC-regionen og GTV beregnede forskerne medianvolumenændringerne på hvert tidspunkt over alle patienter. De klassificerede derefter hver patient som udvisende en volumenændring over eller under denne median. De inddelte også patienter i "god" og "dårlig" responsgrupper, baseret på om den samlede overlevelse og progressionsfri overlevelse var mere eller mindre end henholdsvis 14.6 og 6.9 måneder.

Både MR-Linac- og MR-sim-målinger viste, at lav-ADC-regionen faldt i volumen, efterhånden som behandlingen skred frem. I MR-Linac DWI-kohorten var ændringer i lav-ADC-volumen signifikant forskellige mellem patienter, der udviste tidlig og sen tumorprogression (i uge 1, 2, 3 og 5 for MR-Linac DWI-data og uge 2, 4 og 10 for MR -sim data). Ved at bruge MR-sim-data fra alle patienter var ændringerne med lav ADC forskellige mellem gode og dårlige respondere i uge 2, 4 og 10.

Forskerne rapporterer, at lav-ADC-volumenændringer to til fem uger fra starten af ​​strålebehandling viste en sammenhæng med den samlede overlevelse for MR-Linac DWI-kohorten, selvom de ikke identificerede nogen sammenhæng med progressionsfri overlevelse. De bemærker, at MR-sim-baserede lav-ADC-ændringer viste større korrelation med overordnet og progressionsfri overlevelse end GTV-ændringer.

"Regioner med lav diffusivitet identificeret med DWI er potentielle kandidater til dosiseskalering, da de kan repræsentere solid, resterende tumor," skriver forfatterne. "Ydermere kan områder med lav ADC, der forbliver efter flere ugers stråling, afspejle tumor, der er resistent over for behandling. Ændringer i lav-ADC-regioner korrelerede stærkere med overlevelse end ændringer i den kontrastforstærkende GVT og kliniske faktorer. Resultaterne af den nuværende undersøgelse og tidligere undersøgelser antyder, at DWI kan tillade vurdering af respons midt i behandlingen, hvilket ville muliggøre tidlig redningsterapi, hvis førstelinjebehandling er ineffektiv."

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden