Charakterisierung von Hirntumoren unter Verwendung eines schnellen multiparametrischen MRT-Protokolls

21. September 2021

Ricardo Loução, Ana-Maria Oros-Peusquens, Karl-Josef Langen, Hugo Alexandre Ferreira and N. Jon Shah

Die charakteristischen Veränderungen der Hirnumgebung, die durch Hirntumore verursacht werden, lassen sich unter Verwendung mehrerer MRT-messbarer Parameter beurteilen. Mit dem Fortschreiten der Krankheit wird das Tumorgewebe jedoch im Allgemeinen immer heterogener, da verschiedene Mutationen in den Zellen zu Regionen mit unterschiedlicher Mikrostruktur führen.

Da kein einziger MRT-Kontrast in der Lage ist, das gesamte Spektrum der Differenzierung kategorisch zu charakterisieren, ist es schwierig, den Tumor allein mit Standard-MRT-Techniken genau einzustufen. Daher ist ein multiparametrischer Ansatz zur Segmentierung und Charakterisierung des Tumors erforderlich.

Ziel dieser Pilotstudie war es, die Durchführbarkeit der Hinzunahme mehrerer Diffusionsparameter zur Charakterisierung von Tumoren innerhalb einer kurzen Messzeit von etwa vier Minuten zu bewerten. Die ausgewählten Parameter waren: IVIM, scheinbare Diffusivität und nicht-gaußsche Diffusion, gekennzeichnet durch scheinbare Kurtosis. Durch den Vergleich der Parameterwerte mit ähnlichen Größen erfolgte die In-vivo-Validierung, die aus etablierten Protokollen abgeleitet wurden.

Die Ergebnisse zeigen, dass das Protokoll in der Lage ist, vier für die Tumorumgebung relevante Parameter zu liefern (f und f.D* als Blutvolumen- und Fluss-Surrogate sowie scheinbare Diffusivität und Kurtosis als mikrostrukturelle Sonden) und dazu beitragen kann, die einzigartige quantitative multiparametrische Signatur einzelner Hirntumore zu definieren.

Das bedeutet, dass das Protokoll nicht nur für die Diagnose, die Stadieneinteilung und die Behandlungsplanung bei der klinischen Standardbildgebung von Hirntumoren von besonderer Bedeutung ist, sondern auch schnell genug für den Einsatz bei zeitlich begrenzteren Anwendungen, wie z. B. bei subakuten Schlaganfällen.

Das Team wird nun das Protokoll und seine Anwendungen weiterentwickeln, um weitere Parameter hinzuzufügen und einen Weg zu finden, die multiparametrischen Informationen als "Tumorsignatur" darzustellen.

Origionalpublikation

A Fast Protocol for Multiparametric Characterisation of Diffusion in the Brain and Brain Tumours