Keskustelu
useat ryhmät ovat tutkineet glioomien varjoaineensiirtokertoimen ja tuumoritason välistä yhteyttä Mr-kuvantamisen avulla(2, 10, 11, 31). Näiden tutkimusten tulokset vaikuttavat ristiriitaisilta, ja huolellinen tarkastelu osoittaa suurta vaihtelua kuvankeruuprotokollissa, kuvaanalyysitekniikoissa ja tilastollisen analyysin lähestymistavoissa. On tärkeää pyrkiä selvittämään näiden eroavuuksien syyt, koska mahdollinen merkitys kliinisessä käytännössä tapahtuville siirtokertoimen mittauksille on edelleen epäselvä.
tässä tutkimuksessa on käytetty farmakokineettistä mallia, joka perustuu li et al: n (22, 33) kuvaaman kontrastiboluksen ensimmäiseen kohtaan. Malli perustuu T1-painotetuista tiedoista johdettuihin lasketun kontrastipitoisuuden ajallisiin muutoksiin ja käyttää mitattujen tietojen hajoamista yksilöidäkseen intravaskulaarisen ja ekstravaskulaarisen kontrastin suhteelliset vaikutukset kussakin pikselissä. Hajoamisvaihe-yhdessä käyrien sovitusvaiheissa käytettävien sovitusmuuttujien määrän vähenemisen kanssa–tekee mallista erittäin toistettavan ja vakaan, ja signaalin voimakkuus-kohina-suhde vaihtelee suuresti. Mallin toistettavuutta parannetaan edelleen skaalaamalla havaittua valtimoiden tulofunktion huippua, jotta saadaan ensimmäisen kertaluvun korjaus paikallisen virtauksen artefaktien aiheuttaman signaalin voimakkuuden vaihteluille. Merkittävä merkittävä haittapuoli on luontainen oletus, että kontrastia ei tapahdu ees: stä plasmaan kontrastiboluksen ensimmäisen läpikulun aikana. Tämä ei pidä paikkaansa kudoksissa, joissa endoteelin läpäisevyys on erittäin suuri (>0,2 minuuttia−1), ja siirtokertoimen arvot aliarvioidaan tämän likimääräisen kynnysarvon (35) yläpuolella. Nykyisessä tutkimuksessa tämän suuruusluokan arvoja ei havaittu missään yksittäistapauksessa, joten voimme kohtuudella olettaa, että mitatut siirtokertoimen ja CBV: n arvot edustavat todellisia kudosarvoja. Analyysin tuotos on sovitettu kvantitatiivisiin parametrisiin ktrans-ja CBV-karttoihin.
olemme päättäneet tutkia kaikki kudokset kasvaimen tehostavassa osassa tätä tutkimusta varten ja tutkia sekä kasvaimesta erotettujen parametristen muuttujien mediaaniarvoa että niiden 95.prosenttipistearvoja. 95. prosenttipisteen arvojen käyttö tunnustaa sen, että monet jakaumat osoittavat merkittävää vinoutumaa, jossa on häntä jakauman oikealle puolelle (eli yli korkeat arvot), mikä oletettavasti edustaa mitattujen parametrien lisääntymistä pienessä pikselipopulaatiossa. 95. prosenttipisteen arvon käyttö auttaa tunnistamaan jakaumia, joissa mediaaniarvo ei merkittävästi muutu, mutta pienten pikselimäärien läsnäolo kohonneilla arvoilla aiheuttaa jakaumassa suuren vääristymän (36).
tässä tutkimuksessa osoitimme CBV: n ja Ktrans: n mittausten välisen läheisen korrelaation. Tämä korrelaatio voidaan ennustaa, koska ktrans vaikuttaa suoraan endoteelin läpäisevyyden pinta-alatuotteen lisäksi myös verenkiertoon. Kaikki parametriset muuttujat erottelivat korkean ja matalan asteen kasvaimia ja logistinen regressioanalyysi osoitti, että ktrans (95%) ja CBV olivat itsenäisesti suhteessa luokkaan. Optimaalinen erottaminen korkean ja matalan asteen kasvaimia saatiin käyttämällä discriminant toiminto, joka oikein luokiteltu 94.9% tapauksista. Kaikkien kasvainluokkien arvojen vertailu osoitti, että vain CBV ja CBV(95%) erosivat merkittävästi III-ja IV-luokista. Discriminant-analyysi osoitti jälleen, että sekä ktrans (95%) että CBV olivat merkittäviä riippumattomia luokan ennustajia, mutta luokituksen tarkkuus oli huono.
yksi mahdollinen ongelma nykyisessä tutkimuksessa on se, että kaikki potilaat, joilla oli korkea-asteisia kasvaimia, kuvattiin steroidihoidon aloittamisen jälkeen, jonka tarkoituksena on vakauttaa Endoteeli ja näin ollen sen odotetaan alentavan mitattuja ktrans-arvoja. Käytännössä tätä on mahdotonta välttää ja se on ollut myös mahdollinen heikkous muissa tutkimuksissa, koska steroidihoito on yleisesti aloitettu diagnoosin yhteydessä. Steroidihoidon vaikutukset kuitenkin ennustetaan vähentävän mitattuja Ktrans-arvoja ja vähentävän tai poistavan ktrans-ja grade-suhteiden lujuuden, jonka olemme kuvanneet.
monet tutkimukset ovat osoittaneet CBV: n ja tuumoriluokan välisen suhteen käyttämällä T2*-painotettua herkkyyskontrastia, ja vaikka menetelmät vaihtelevat, nämä julkaisut ovat suurelta osin yhtäpitäviä (3, 5, 7, 8, 12, 19, 20, 23, 31, 36, 37). Aiemmissa julkaisuissa, joissa tarkasteltiin arvosanan ja siirtokertoimen suhdetta, on kuvattu hyvin vaihtelevia tuloksia. Ensimmäinen tällainen tutkimus, joka julkaistiin vuonna 2000, käytti matalan aikaresoluution (26 sekuntia) T1-painotettua hankintaa (11). Dynaamisten tietojen analyysit perustuivat signaalin voimakkuuden muutoksiin, eikä T1-lähtöarvoja pyritty korjaamaan tai laskemaan kontrastin pitoisuuden muutoksia tutkimuksen aikana. Tutkitut alueet sisälsivät kaikki kasvaimessa olevat tehostavat kudokset, ja niissä havaittiin merkittäviä eroja läpäisevyydessä kaikkien laatuparien välillä sekä korkea korrelaatio luokan ja läpäisevyyden välillä (r = 0,76). Tässä tutkimuksessa ei havaittu tilastollista eroa veren jakaantuneessa tilavuudessa asteiden välillä, vaikka korrelaatio oli heikko (R=0, 39). Tässä analyysimenetelmässä on 2 merkittävää mahdollista metodologista ongelmaa (11). Ensinnäkin käytetään signaalin voimakkuusvaihteluita kontrastin pitoisuuden muutosten laskemisen sijaan ja toiseksi käytetään hyvin alhaista ajallista resoluutiota. T1-painotetuissa kuvissa varjoaineen pitoisuuden ja signaalin voimakkuuden välinen suhde on epälineaarinen (38). Tämä on erityisen ongelmallista alueilla, joilla on erittäin suuri pitoisuus, jossa signaalin voimakkuus on huomattavasti pienempi kuin lineaarisella suhteella olisi odotettavissa. Käytetty valtimotulotoiminnon muoto on saattanut olla virheellinen, koska suuret pitoisuudet ovat tyypillisesti nähtävissä suurissa astioissa niin, että signaalin voimakkuuden muutokset valtimotulotoiminnon aikaansaamiseksi todennäköisesti yliarvioivat systemaattisesti verisuonipuussa tapahtuvat kontrastimuutokset. Lisäksi varjoainetta annettiin lyhytikäisenä boluksena, jonka kesto oli lyhyempi kuin otosjakson näytteenottoaika. Tämä tekee valtimoiden kontrastin huippuarvon tarkan mittaamisen mahdottomaksi ja voi johtaa huomattavaan vaihteluun mitatuissa valtimoiden syöttöfunktioissa (39). Näiden vaikutusten yhteisvaikutuksen voidaan ennustaa aiheuttavan huomattavaa vaihtelua, joka vaikuttaisi vakavasti CBV-estimaatioihin ennalta arvaamattomalla tavalla riippuen kontrastin ensikierron huippupitoisuuden ja näytteenottovälin ajallisesta suhteesta. Tämä on suurten satunnaisten mittausvirheiden lähde CBV: n estimaateissa ja voisi selittää CBV: n ja tuumoriluokan välisen korrelaation puutteen. Tästä syystä odotettavissa olevat virheet siirtokertoimen arvioinneissa olisivat paljon pienempiä, joten voisi olettaa, että taustalla oleva suhde arvosanaan havaittaisiin. Epäonnistuminen tutkimuksen osoittaa suhteita CBV ja tuumoriluokan ristiriidassa suuri elin edellisen työn perustuu pääasiassa alttius-pohjainen tekniikoita, jotka ovat toistuvasti osoittaneet tällaisen suhteen olemassa. On mahdollista, että CBV: n todellinen osuus on otettu huomioon siirtokertoimen arviossa, koska ajallinen erotuskyky on alhainen.
toinen ryhmä, joka käsitteli erityisesti endoteelin läpäisevyyden ja laadun välistä suhdetta, käytti suurta ajallista erottelukykyä (1 sekunti) T1-painotetulla hankinnalla ja analysoi tiedot soveltamalla moniosaista farmakokineettistä mallia laskettuihin varjoaineen pitoisuustietoihin (2, 40). Analyysi sisälsi kaikki kasvainkudokset, mukaan lukien nonenhancing-komponentit, ja tuotti muuttujien parametriset kuvat. Analyysi perustui histogrammijakaumaan yksittäisissä pikseleissä kasvaimessa ja yksittäisten parametrien erityisiä mitattuja arvoja ei esitetty; kirjoittajat totesivat kuitenkin, että CBV: n ja grade: n estimaattien välillä oli vahva erotteleva suhde, jota voitaisiin käyttää yksittäisten kasvainten luokitteluun mielivaltaisilla raja-arvoilla. Tässä 24 glioomaa koskeneessa tutkimuksessa mikä tahansa kasvain, jonka vokseliarvo oli >5% ja CBV-arvo >5%, luokiteltiin luokkaan III ja mikä tahansa kasvain, jonka vokseliarvo oli >7% ja CBV-arvo >8%, johti siihen, että 83% tapauksista luokiteltiin oikein. Läpäisevyyteen liittyvien parametrien ja laadun välillä ei kuitenkaan ollut yhteyttä. Tämä voi johtua siitä, että aineistoon sovellettu malli ei ollut standardimalli ja käytetty valtimoiden syöttötoiminto oli virheellinen, eikä ensikierron piikistä ollut näyttöä.
vuonna 2002 Provenzale et al (10) tutki 22 glioomaa sairastavaa potilasta käyttämällä T2-painotettua dynaamista kuvantamisen spin-echo-sarjaa, jonka ajallinen resoluutio oli 1, 5 sekuntia. Tiedot analysoitiin Weisskoffin aiemmin kuvaaman mallin (25) avulla siirtokertoimen parametrikarttojen tuottamiseksi. Tiedot analysoitiin ottamalla näytteitä kasvaimesta, jolla on useita kiinnostavia alueita, jotta löydettäisiin keskiarvo ja korkein mitattavissa oleva siirtokertoimen arvo. Nämä tekijät osoittivat merkittäviä eroja siirtokertoimen matala-ja korkea-asteen kasvaimia suurin ero nähdään maksimiarvot (P=.018). Näin saatiin positiivinen ennustearvo 90% ja negatiivinen ennustearvo 75% siirtokertoimen arvolle 0,03. Kirjoittajat eivät mitanneet eivätkä kommentoineet veren tilavuusvaikutuksia. Valitettavasti T2* – painotetun dynaamisen aineiston sisäisten ja ekstravaskulaaristen varjoaineiden hajoamisen tarkkuus liittyy varjoaineen uuttumisnopeuteen kasvainkudokseen. Suurten uuttojakeiden läsnä ollessa alkuperäiset tekijät olettavat mallin olevan vähemmän tarkoituksenmukainen (25). Läsnäolo merkittävä T1 osuus signaalin voimakkuus edustaa pahimmassa tapauksessa, jossa osat kasvaimen erittäin läpäisevä kapillaari vuodetta osoittavat merkittävää T1 liittyvät parannusta aikana ensimmäisen passage kontrasti bolus (41). Weisskoff ym. ehdottivat, että tällaisissa tapauksissa tarvittaisiin menetelmiä T1: n aiheuttaman tehostumisen minimoimiseksi varjoaineen vuodon aggressiivisemmaksi korjaamiseksi (25). Itse asiassa alkuperäinen kuvaus tekniikka käytetään pre-enhancement tekniikoita vähentää T1 liittyviä vaikutuksia ja kirjoittajat ehdottivat, että suurempi annos Pre-enhancement saattaa olla tarpeen, jos kontrasti uutto osuus oli suuri. Provenzale et al: n tutkimuksessa ei käytetty esivahvistusta, joten T1-vaikutuksia olisi odotettavissa ja ne olisivat suhteessa suurempia korkeamman asteen kasvaimissa, joissa vuoto on todennäköisesti suurempi (41). Tämä olisi vaikutus vähentää näennäisiä arvoja CBV samalla lisää toimenpiteitä ktrans korkea-asteen, parantaa, kasvaimia.
viimeisin tutkimus, jossa tutkittiin mikrovaskulaaristen parametrien ja kasvaimen asteen suhdetta glioomissa, julkaistiin vuonna 2004 (31). Tässä laajassa tutkimuksessa, johon osallistui 73 primaarista glioomaa sairastavaa potilasta, käytettiin korkean aikaresoluution (1 sekunnin) T2*-painotettua hankintasekvenssiä. CBV-estimaatit laskettiin käyttämällä standarditekniikoita T2* – painotetuille kuville, joiden on aiemmin osoitettu tuottavan vahvoja korrelaatioita CBV: n ja grade: n välillä. Siirtokertoimen estimaatit (ktrans) on tuotettu samoihin tietoihin sovelletulla 2 osaston standardimallilla. Mittaukset poimittiin parametrisista kuvista käyttämällä useita kiinnostavia alueita, jotka oli suunnattu merkittävästi parantuneille alueille, ja korkein 4 mittauksesta valittiin. Kirjoittajat osoittivat merkittäviä eroja CBV kaikkien paria arvosanoja, mutta eroja ktrans havaittiin vain välillä asteet II ja III ja asteet II ja IV. siellä oli merkittävä korrelaatio CBV ja grade (r=0.817) ja paljon heikompi suhde Ktrans ja grade (r = 0.266). Logistinen regressio tunnistaa ennustajat korkea-vs. matala-asteen kasvaimia osoitti vain CBV on merkittävästi ennustava. Tässäkin tutkimuksessa käytettyyn lähestymistapaan liittyy jälleen mahdollisia metodologisia ongelmia. T2* – painotetun kuvantamisen käyttö aiheuttaa jälleen kilpailevien T1-painotettujen vaikutusten ongelman kudosten parantamisessa, kuten edellä on käsitelty (41). Tälläkään kertaa näitä vaikutuksia ei pyritty vähentämään esiparannuksella tai käyttämällä sekvenssejä, jotka eivät ole herkkiä T1: lle. Toiseksi näennäisen varjoainepitoisuuden kohoaminen boluksen kulkeutumisen jälkeen johtuu kokonaan varjoaineen vuodosta eikä siinä oteta huomioon intravaskulaarisen kontrastin mahdollista jäämää. Käytännössä kirjoittajat tunnustavat, että veren virtaus voi olla erittäin vaihteleva ja heterogeeninen millä tahansa kasvaimen alueella ja että Ktrans voidaan aliarvioida, jos erittäin hidas virtaus on läsnä, kuten voidaan nähdä alueilla, joilla on alhainen perfuusiopaine tai mutkainen aluksia. Olemme aiemmin tutkineet tuumoriluokan ja varhaisen kontrastin kierrätysvaiheen suhdetta T2* – painotetuilla kuvilla mittaamalla varhaisen kierrätysvaiheen kontrastipitoisuuden integraalia alueelliseen veren tilavuuteen (36, 41). Tämä suhteellinen kiertokulku parametri osoittaa selkeä suhde kasvain luokan glioomat lisääntynyt vinous jakelun korkeampi luokka, ja me johtuvan tämän suhteen säilyttämisestä kontrastin sisällä mutkikas huonosti perfused aluksia, jotka ovat tyypillisesti nähty korkea-asteen kasvaimia. Tämä nostaa esiin sen mahdollisuuden, että osa T2*-painotetuilla hankinnoilla tapahtuvista kiertovaiheen alkuvaiheen muutoksista heijastaa läpäisevyyttä ja säilyttää myös intravaskulaarisen kontrastin.
vaikka on selvää, että DCE-MR-kuvantamistekniikat tarjoavat huomattavaa lupausta kliinisessä käytännössä, niiden toteutukseen ja tulkintaan liittyy huomattavia ongelmia. CBV: n arviointi T2*-painotetuista kuvista on esimerkki tekniikasta, joka on suhteellisen kestävä kuvankeruuprotokollaan ja analyysitekniikkaan, ja suuri julkaistujen teosten kokonaisuus on yleisesti ottaen hyvä. Monimutkaisempiin analyysistrategioihin liittyy väistämättä joukko oletuksia, jotka liittyvät Havaittujen signaalin intensiteetin muutosten syyhyn ja taustalla oleviin fysiologisiin mekanismeihin, jotka ohjaavat kontrastin jakautumista ja signaalin intensiteetin muodostumista. Tässä kuvatut tutkimukset osoittavat melko erilaisia tuloksia, jotka johtuvat lähes epäilemättä menetelmien vaihteluista. Näyttää vähän epäilystä siitä, että on olemassa vahva suhde CBV ja kasvain luokan glioomat, koska on olemassa suuri julkaistu runko työn johdettu sekä T2* – ja T1-painotetut tiedot (5-8, 19, 42-44). Näissä tutkimuksissa käytetään CBV: n suoraa mittausta integroimalla kontrastikonsentraatiokäyrä, ja tätä samaa menetelmää käytettiin samanlaisin tuloksin edellä kuvatussa Law et al-tutkimuksessa (31). Nykyisessä tutkimuksessa ja ludeman et al: n työssä (2, 40) käytettiin T1-painotettujen tietojen farmakokineettistä mallinnusta ja pystyttiin myös osoittamaan tämä suhde. Suhde Ktrans ja grade jää epäselvemmäksi. Ludemann et al: n (2, 40) tutkimukset eivät osoittaneet ktransin ja grade: n välistä yhteyttä, ja Law et al: n (31) tutkimus osoitti vain heikon suhteen; sekä nykyinen tutkimus että Provenzale et al: n (10) tutkimus kuitenkin määrittelivät Ktrans: n merkittäväksi korkea – ja matala-asteisten glioomien erottelijaksi. Kaikkiin näissä aiemmissa tutkimuksissa käytettyihin kuvantamis-ja analyysitekniikoihin liittyy erityisiä mahdollisia haittoja. Tämä pätee myös käyttämäämme tekniikkaan, jonka tiedetään aliarvioivan Ktraneja, joissa kontrastin louhintaosuus on suuri. Menetelmää on kuitenkin testattu laajasti sekä määrittämällä toistettavuuskertoimet että Monte Carlo-mallinnuksella, jotta voidaan tunnistaa alhaisen signaalin voimakkuuden ja kohinan välisen datan käytöstä ja itse mallinnuksessa tehdyistä oletuksista johtuvien virheiden suuruus (22, 33, 35). Tutkimukset viittaavat siihen, että nykyisessä tutkimuksessa yksilöidyllä mitatulla ktran-vaihteluvälillä mallin voidaan odottaa olevan tarkka ja toistettavissa. Tekniikka tarjoaa myös merkittäviä etuja, koska tiedonhankinta voidaan suorittaa alle minuutissa ja sitä voidaan käyttää yhdessä hengityksen pidättämiseen tarkoitetun tekniikan kanssa (45).
yhteenvetona voidaan todeta, että sekä CBV: n että Ktrans: n välillä on vahvoja suhteita ja että glioomien histologinen aste on todettu. Joko mittaus tai 2: n yhdistelmä osoittaa hyvää erottelukykyä erotettaessa matala – ja korkea-asteiset kasvaimet, joiden diagnostinen herkkyys ja spesifisyys on >90%. III-ja IV-luokan kasvainten tunnistaminen on suhteellisen huono, diagnostinen herkkyys on vain 68% ja spesifisyys 62%. Olemme myös selvittäneet aiempien tutkimusten ilmeisten eroavaisuuksien syitä tarkastelemalla huolellisesti niiden kokeellisia lähestymistapoja. Tämä tutkimus osoittaa, että Ktrans tarjoaa tärkeää ja riippumatonta tietoa kasvainbiologiasta ja mikrovaskulaarisesta rakenteesta, joka tukee näiden monimutkaisempien analyysiprotokollien jatkuvaa kehittämistä ja käyttöä.
