Avbildning på en MR-Linac identifierar strålningsresistenta hjärntumörer – Physics World

Avbildning på en MR-Linac identifierar strålningsresistenta hjärntumörer – Physics World

Tidsstämpel: 10 oktober 2023 3:50

Synbara diffusionskoefficientkartor inspelade på en MR-Linac
Prognostisk avbildning Synbar diffusionskoefficient (ADC) kartor inspelade på en MR-Linac. Regionen med låg ADC visas som en blå färgtvätt. Tidig tillväxt av tumörer med låg ADC kan ses. (Artighet: Radiother. Oncol. 0.1016/j.radonc.2023.109873)

Glioblastom är en aggressiv hjärncancer med en medianöverlevnad på bara 15 månader. Flersidiga ansträngningar pågår för att förbättra effektiviteten av postoperativ strålbehandling, såsom dosökning, där ökad dos levereras till regioner med behandlingsresistenta tumörer. Detta tillvägagångssätt kräver dock förmågan att snabbt och enkelt identifiera tumörer som inte svarar på strålbehandling.

Med detta syfte har forskare vid University of TorontoÄr Sunnybrook Health Sciences Center har undersökt om diffusionsvägd avbildning (DWI) på en MRI-styrd linjäraccelerator (1.5 T Unity MR-Linac) kan användas för att identifiera sådana dosökningsmål.

DWI genererar MR-kontrast baserat på diffusion av vattenmolekyler, med in vivo- diffusivitet kvantifierad via en parameter som kallas skenbar diffusionskoefficient (ADC). Cellmembran begränsar vattendiffusion, vilket resulterar i låga ADC-värden. Således kan tumörregioner med låg ADC indikera mycket cellulär, tät tumör. En minskning av låg-ADC-regioner under strålbehandling kan innebära en minskning av solid tumör, medan ökad låg-ADC-volym kan indikera att en tumör inte svarar på behandlingen.

Förste författare Liam Lawrence och kollegor undersökte om förändringar i ADC, identifierade via daglig MR-Linac DWI under behandling, var prognostiska för överlevnad. De fann att förändringar i regioner med låg ADC korrelerade starkare med överlevnad än förändringar i bruttotumörvolymen (GTV), och rapporterade deras fynd i Strålbehandling och onkologi.

Studien omfattade 75 patienter med diagnosen glioblastom som genomgick kemoradioterapi, varav 32 behandlades med Unity MR-Linac och 43 med en konventionell linjäraccelerator. Alla patienter avbildades med simulerings-MR-skannrar (MR-sim) vid behandlingsplanering och vecka 2, 4 och 10 efter att behandlingen påbörjats.

Forskarna analyserade 479 DWI-skanningar från MR-Linac och 289 DWI-datauppsättningar från MR-sim-skanningar, med hjälp av voxelvis passning för att generera ADC-kartor. De definierade "låg-ADC" tumörregioner som voxels inom GTV med ADC på mindre än 1.25 µm2/Fröken. Denna tröskel identifierar tät och icke-nekrotisk tumör och är högre än medelvärdet för ADC för höggradigt gliom.

För både låg-ADC-regionen och GTV beräknade forskarna medianvolymförändringarna vid varje tidpunkt över alla patienter. De klassificerade sedan varje patient som att uppvisa en volymförändring över eller under denna median. De delade också in patienterna i "bra" och "dålig" svarsgrupper, baserat på om total överlevnad och progressionsfri överlevnad var mer eller mindre än 14.6 respektive 6.9 ​​månader.

Både MR-Linac- och MR-sim-mätningar visade att låg-ADC-regionen minskade i volym när behandlingen fortskred. I MR-Linac DWI-kohorten skilde sig förändringar i låg-ADC-volym signifikant mellan patienter som uppvisade tidig och sen tumörprogression (vecka 1, 2, 3 och 5 för MR-Linac DWI-data och vecka 2, 4 och 10 för MR -sim-data). Med hjälp av MR-sim-data från alla patienter skilde sig förändringarna med låg ADC mellan bra och dåliga svarspersoner vid vecka 2, 4 och 10.

Forskarna rapporterar att förändringar med låg ADC-volym två till fem veckor från starten av strålbehandling visade ett samband med total överlevnad för MR-Linac DWI-kohorten, även om de inte identifierade någon korrelation med progressionsfri överlevnad. De noterar att MR-sim-baserade låg-ADC-förändringar visade större korrelation med total och progressionsfri överlevnad än GTV-förändringar.

"Regioner med låg diffusivitet identifierade med DWI är potentiella kandidater för dosökning, eftersom de kan representera solid, kvarvarande tumör", skriver författarna. "Dessutom kan regioner med låg ADC som finns kvar efter flera veckors strålning återspegla en tumör som är resistent mot behandling. Förändringar i regioner med låg ADC korrelerade starkare med överlevnad än förändringar i kontrasthöjande GVT och kliniska faktorer. Resultaten av den aktuella studien och tidigare antyder att DWI kan tillåta bedömning av respons mitt i behandlingen, vilket skulle möjliggöra tidig räddningsterapi om förstahandsbehandlingen är ineffektiv."

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden