Vita
több csoport tanulmányozta a kontrasztátviteli együttható és a tumor grade közötti kapcsolatot gliómákban MR képalkotás alkalmazásával(2, 10, 11, 31). E vizsgálatok eredményei ellentmondásosnak tűnnek, és a gondos áttekintés nagy eltéréseket mutat a képszerzési protokollokban, a képelemzési technikákban és a statisztikai elemzési megközelítésekben. Fontos megkísérelni tisztázni ezeknek az eltéréseknek az okait, mert a transzfer együttható mérésének lehetséges szerepe a klinikai gyakorlatban továbbra sem tisztázott.
a jelenlegi vizsgálatban farmakokinetikai modellt alkalmaztunk a Li et al (22, 33) által leírt kontraszt bolus első áthaladásán alapulva. A modell a számított kontrasztkoncentráció T1-súlyozott adatokból származó időbeli változásain alapul, és a mért adatok bomlását használja az egyes pixelek intravaszkuláris és extravaszkuláris kontrasztjának relatív hozzájárulásának azonosítására. A bomlási lépés – a görbe illesztési szakaszokban alkalmazott illesztési változók számának csökkenésével együtt-a modellt nagymértékben reprodukálhatóvá és stabilvá teszi a jelintenzitás / zaj arány nagy változásaihoz. A modell reprodukálhatóságát tovább javítja a megfigyelt artériás bemeneti funkciócsúcs skálázása, hogy elsőrendű korrekciót biztosítson a helyi áramlási leletek által kiváltott jelintenzitás variációihoz. Jelentős jelentős hátrány az a benne rejlő feltételezés, hogy az EES-ből a kontraszt visszaáramlása nem következik be a plazmába a kontraszt bolus első áthaladása során. Ez nem igaz a nagyon magas endothel permeabilitású szövetekben (>0,2 perc−1), és a transzfer együttható értékeinek alábecsülése ezen hozzávetőleges küszöb felett történik (35). A jelenlegi vizsgálatban ilyen nagyságrendű értékeket egyetlen esetben sem figyeltek meg, ezért ésszerűen elvárhatjuk, hogy a transzfer koefficiens és a CBV mért értékei reprezentatívak legyenek a valódi szöveti értékekre. Az elemzés eredménye a ktrans és a CBV kvantitatív paraméteres térképei.
úgy döntöttünk, hogy megvizsgáljuk a tumor fokozó komponensén belüli összes szövetet ehhez a vizsgálathoz, és megvizsgáljuk mind a tumorból kivont parametrikus változók mediánértékét, mind a 95. percentilis értéküket. A 95. percentilis értékek használata felismeri azt a tényt, hogy sok Eloszlás jelentős ferdeséget mutat az eloszlás jobb oldalán lévő farokkal (azaz a magas értékek feleslegével), ami feltehetően a mért paraméterek növekedését jelenti a pixelek kis részpopulációjában. A 95. percentilis érték használata segít azonosítani azokat az eloszlásokat, amelyekben a medián érték nem változik jelentősen, de kis számú, megnövelt értékű Pixel jelenléte nagy ferdeséget eredményez az eloszlásban (36).
ebben a tanulmányban szoros összefüggést mutattunk a CBV és a Ktran mérése között. Ez a korreláció megjósolható, mert a Ktrans-t nemcsak az endothel permeabilitása befolyásolja felületi termék, hanem a véráramlás is. Az összes parametrikus változó különbséget tett a magas és alacsony fokú daganatok között, és a logisztikai regressziós analízis azt mutatta, hogy a Ktran-ok (95%) és a CBV egymástól függetlenül kapcsolódnak a grade-hez. A magas és alacsony fokú daganatok optimális megkülönböztetését diszkrimináns funkció alkalmazásával nyertük, amely az esetek 94,9% – át helyesen osztályozta. Az értékek összehasonlítása az összes tumor fokozatban azt mutatta, hogy csak a CBV és a CBV(95%) szignifikánsan különbözött a III. és IV.fokozat között. a diszkrimináns elemzés ismét azt mutatta, hogy mind a Ktrans (95%), mind a CBV szignifikáns független előrejelzője a fokozatnak, de a besorolás pontossága gyenge volt.
a jelenlegi vizsgálat egyik lehetséges problémája az, hogy minden magas fokú daganatos beteget leképeztek a szteroid terápia megkezdése után, amelynek célja az endothelium stabilizálása, következésképpen várhatóan csökkenti a ktrans mért értékeit. A gyakorlatban ezt lehetetlen elkerülni, és más vizsgálatokban is potenciális gyengeség volt, mivel a szteroid terápiát általában a diagnózis megkezdésekor kezdik meg. A szteroid terápia hatásai azonban várhatóan csökkentik a mért Ktran-okat, és csökkentik vagy megszüntetik a Ktran-ok és a grade közötti kapcsolat erősségét, amit leírtunk.
számos tanulmány kimutatta a CBV és a tumor grade közötti kapcsolatot az érzékenységi kontraszt-fokozott (T2*súlyozott) technikák alkalmazásával, és a módszertani eltérések ellenére ezek a publikációk nagyrészt egyetértenek (3, 5, 7, 8, 12, 19, 20, 23, 31, 36, 37). A fokozat és az átviteli együttható közötti kapcsolatot vizsgáló korábbi publikációk széles körben eltérő megállapításokat írtak le. Az első ilyen tanulmány, amelyet 2000-ben tettek közzé, alacsony időbeli felbontású (26 másodperc) T1-súlyozott akvizíciót használt (11). A dinamikus adatok elemzése a jelintenzitás változásain alapult, és a vizsgálat során nem tettek kísérletet a kiindulási T1 értékek korrigálására vagy a kontrasztkoncentráció változásainak kiszámítására. A vizsgált érdekes régiók magukban foglalták a tumor összes fokozó szövetét, és szignifikáns különbségeket találtak a permeabilitásban az összes fokozatú pár között, valamint a fokozat és a permeabilitás közötti magas korrelációt (r = 0,76). Ez a tanulmány nem mutatott statisztikai különbséget a frakcionált vérmennyiségben a fokozatok között, bár gyenge korreláció volt (r=0,39). 2 jelentős potenciális módszertani probléma van ezzel az elemzési technikával (11). Először is, a kontrasztkoncentráció változásainak kiszámítása helyett a jelintenzitás-variációk használata, másodszor pedig a nagyon alacsony időbeli felbontás használata. A kontrasztanyag koncentrációja és a jelintenzitás közötti kapcsolat a T1-súlyozott képeken nemlineáris (38). Ez különösen problematikus a nagyon magas koncentrációjú területeken, ahol a jelintenzitás lényegesen alacsonyabb lesz, mint lineáris kapcsolat esetén várható lenne. Az alkalmazott artériás bemeneti funkció formája hibás lehet, mert a nagy koncentrációk jellemzően nagy erekben láthatók, így a jelintenzitás változásai az artériás bemeneti funkció biztosításához valószínűleg szisztematikusan túlbecsülik az érfában zajló kontrasztváltozásokat. Ezenkívül a kontrasztanyagot rövid életű bolusként adtuk be, amelynek időtartama rövidebb, mint az akvizíciós szekvencia mintavételi ideje. Ez lehetetlenné teszi az artériás kontraszt csúcsértékének pontos mérését, és jelentős eltérésekhez vezethet a mért artériás bemeneti funkciókban (39). Ezeknek a hatásoknak a kombinációja előreláthatóan jelentős változékonyságot eredményez, ami a KONTRASZTKONCENTRÁCIÓ first-pass csúcsa és a mintavételi intervallum közötti időbeli kapcsolattól függően előre nem látható módon súlyosan befolyásolná a CBV becsléseket. Ez nagy véletlenszerű mérési hibák forrását jelenti a CBV becsléseiben, és megmagyarázhatja a CBV és a tumor fokozat közötti korreláció hiányát. Az átviteli együttható becsléseiben ebből az okból várható hibák sokkal kisebbek lennének, így elvárható lenne, hogy bármilyen mögöttes kapcsolatot észleljenek a besorolási fokozattal. A CBV és a tumor grade közötti kapcsolat kimutatásának kudarca ellentmond a korábbi munkák nagy részének, amelyek elsősorban az érzékenységen alapuló technikákon alapultak, amelyek ismételten bizonyították egy ilyen kapcsolat létezését. Lehetséges, hogy a CBV valódi hozzájárulását figyelembe vették az átviteli együttható becslésében az alacsony időbeli felbontású adatgyűjtés miatt.
a második csoport, amely kifejezetten az endothel permeabilitása és a fokozat közötti összefüggést vizsgálta, nagy időbeli felbontású (1 másodperc) T1-súlyozott akvizíciót használt, és az adatokat egy multikompartment farmakokinetikai modell alkalmazásával elemezte a számított kontrasztanyag-koncentrációs adatokra (2, 40). Az elemzés magában foglalta az összes tumorszövetet, beleértve a nem növelő komponenseket is, és parametrikus képeket készített a változókról. Az elemzés a tumoron belüli egyes pixelek hisztogram eloszlásán alapult, és az egyes paraméterek specifikus mért értékeit nem mutatták be; a szerzők azonban kijelentették, hogy erős diszkriminatív kapcsolat van a CBV becslései és a fokozat között, amely felhasználható az egyes daganatok tetszőleges küszöbértékek alkalmazásával történő osztályozására. Ebben a 24 glióma vizsgálatában minden olyan daganat meghatározása, amelynek >5% – a voxel, amelynek értéke >5% CBV, mint III.fokozat, és minden olyan daganat, amelynek >7% – a voxel, amelynek értéke >8% CBV IV. fokozatúnak bizonyult, az esetek 83% – át helyesen osztályozták. Nem volt azonban kapcsolat a permeabilitással kapcsolatos paraméterek és a fokozat között. Ennek oka lehet az a tény, hogy az adatokra alkalmazott modell nem volt szabványos, és hogy az alkalmazott artériás bemeneti funkció hibás volt, az első lépés csúcsának bizonyítéka nélkül.
2002-ben Provenzale et al (10) 22 gliómában szenvedő beteget vizsgált T2-súlyozott dinamikus képalkotó spin-echo szekvencia alkalmazásával, 1,5 másodperc időbeli felbontással. Az adatokat a Weisskoff (25) által korábban leírt modell segítségével elemeztük az átviteli együttható paraméteres térképeinek előállításához. Az adatokat úgy elemeztük, hogy a tumort több érdekes régióval mintavételeztük, hogy megtaláljuk az átlagos és a legmagasabb mérhető átviteli együttható értékét. Ezek a szerzők szignifikáns különbségeket mutattak az alacsony és a magas fokú daganatok közötti átviteli koefficiensben, a legnagyobb különbség a maximális értékekben (P=.018). Ez 90% – os pozitív prediktív értéket, 75% – os negatív prediktív értéket adott 0,03 átviteli együttható érték esetén. A szerzők nem mérték és nem kommentálták a vérmennyiség hatásait. Sajnos a T2*súlyozott dinamikus adatkészletből származó intra – és extravascularis kontrasztanyag-hozzájárulások bomlásának pontossága összefügg a kontrasztanyag tumorszövetbe történő extrakciós sebességével. Nagy extrakciós frakciók jelenlétében az eredeti szerzők arra számítanak, hogy a modell kevésbé megfelelő (25). A jelintenzitáshoz való jelentős T1 hozzájárulás jelenléte jelenti a legrosszabb esetet, amikor a daganat erősen áteresztő kapilláris ágyakkal rendelkező részei jelentős T1-rel összefüggő javulást mutatnak a kontraszt bolus első áthaladása során (41). Weisskoff et al azt javasolta, hogy ilyen esetekben technikák alkalmazása a T1-hez kapcsolódó javulás minimalizálására lenne szükség a kontrasztanyag szivárgásának agresszívebb korrigálásához (25). Valójában a technika eredeti leírása pre-enhancement technikákat alkalmazott a T1-hez kapcsolódó hatások csökkentésére, és a szerzők azt javasolták, hogy nagyobb dózisú pre-enhancementre lehet szükség, ha a kontraszt extrakciós frakció magas volt. A Provenzale et al. által végzett vizsgálatban nem alkalmaztak előjavítást, így a T1 hatások várhatók, és arányosan nagyobbak lesznek a magasabb fokú daganatokban, ahol a szivárgás valószínűleg magasabb lesz (41). Ez csökkentené a CBV látszólagos értékeit, miközben növelné a ktrans méréseit magas fokú, fokozó daganatokban.
a legújabb tanulmány, amely a mikrovaszkuláris paraméterek és a gliómák tumorminőségének kapcsolatát vizsgálta, 2004-ben jelent meg (31). Ez a 73 primer gliómában szenvedő beteg nagy vizsgálata nagy időbeli felbontású (1 másodperc) T2*súlyozott akvizíciós szekvenciát használt. A CBV becsléseket a T2*súlyozott képek standard technikáinak alkalmazásával számították ki, amelyekről korábban kimutatták, hogy erős korrelációt mutatnak a CBV és a grade között. Az átviteli együttható (ktrans) becsléseit ugyanazon adatokra alkalmazott standard 2-rekeszes modell alkalmazásával állítottuk elő. A méréseket parametrikus képekből nyertük ki, több érdekes régió felhasználásával, amelyek a jelentős javulású területeket célozták meg, és a 4 mérés közül a legmagasabbat választották ki. A szerzők szignifikáns különbségeket mutattak a CBV-ben az összes fokozat párja között, de a Ktran-ok között csak a II. és III., valamint a II. és IV. fokozat között találtak különbségeket. szignifikáns korreláció volt a CBV és a fokozat között (r=0,817), és sokkal gyengébb kapcsolat volt a Ktran és a fokozat között (r = 0,266). Logisztikai regresszió a magas vagy alacsony fokú daganatok prediktorainak azonosítására csak a CBV szignifikánsan prediktív volt. Még egyszer, vannak potenciális módszertani problémák az ebben a tanulmányban alkalmazott megközelítéssel kapcsolatban. A T2 * – súlyozott képalkotás alkalmazása ismét felveti a Versengő T1-súlyozott hatások problémáját a szövetek fokozásában, amint azt fentebb tárgyaltuk (41). Még egyszer, nem tettek kísérletet ezen hatások csökkentésére előjavítással vagy a T1-re érzéketlen szekvenciák alkalmazásával. Másodszor, a látszólagos kontrasztkoncentráció emelkedése a bolus áthaladását követően teljes mértékben a kontrasztanyag szivárgásának tulajdonítható, és nem veszi figyelembe a maradék intravaszkuláris kontraszt lehetőségét. A gyakorlatban a szerzők elismerik, hogy a véráramlás rendkívül változó és heterogén lehet a tumor bármely régiójában, és hogy a Ktran-okat alábecsülhetik, ha rendkívül lassú áramlás van jelen, mint például az alacsony perfúziós nyomású területeken vagy a kanyargós erekben. Korábban T2*-súlyozott felvételeken vizsgáltuk a tumorminőség és a korai kontraszt recirkulációs fázis közötti kapcsolatot a korai recirkulációs fázisban lévő kontrasztkoncentráció integráljának mérésével a regionális vérmennyiséghez (36, 41). Ez a relatív recirkulációs paraméter egyértelmű kapcsolatot mutat a tumor fokozatával a gliómákban, a magasabb fokú Eloszlás fokozott ferdeségével, és ezt a kapcsolatot a kontraszt megtartásának tulajdonítottuk a kanyargós, rosszul perfundált erekben, amelyek jellemzően magas fokú daganatokban láthatók. Ez felveti annak lehetőségét, hogy a korai recirkulációs fázis változásai a T2*súlyozott akvizíciókon nemcsak a permeabilitást tükrözik, hanem megtartják az intravaszkuláris kontrasztot is.
bár egyértelmű, hogy a DCE-MR képalkotó technikák jelentős ígéretet kínálnak a klinikai gyakorlatban, jelentős problémák merülnek fel azok végrehajtásával és értelmezésével kapcsolatban. A CBV becslése a T2 * – súlyozott képekből egy olyan technika példája, amely viszonylag robusztus a képalkotási protokollhoz és az elemzési technikához, és a közzétett munkák nagy része általában jó egyezést mutat. A bonyolultabb elemzési stratégiák elkerülhetetlenül számos feltételezést tartalmaznak a megfigyelt jelintenzitás-változások okával és a kontraszteloszlást és a jelintenzitás kialakulását szabályozó fiziológiai mechanizmusokkal kapcsolatban. Az itt leírt tanulmányok meglehetősen eltérő eredményeket mutatnak szinte kétségtelenül a módszertani eltérések eredményeként. Úgy tűnik, nem kétséges, hogy szoros kapcsolat van a CBV és a tumor grade között a gliómákban, mert van egy nagy publikált munka, amely mind a T2*- és a T1-súlyozott adatokból származik (5-8, 19, 42-44). Ezek a vizsgálatok a CBV közvetlen mérését használják a kontrasztkoncentráció-idő görbe integrálásával, és ugyanezt a módszert alkalmazták hasonló eredményekkel a fent leírt Law et al tanulmányban (31). A jelenlegi tanulmány és Ludeman et al (2, 40) munkája a T1-súlyozott adatok farmakokinetikai modellezését alkalmazta, és képesek voltak bizonyítani ezt a kapcsolatot. A Ktrans és a grade közötti kapcsolat kevésbé egyértelmű. Ludemann et al (2, 40) tanulmányai nem mutattak ki semmilyen kapcsolatot a Ktran – ok és a grade között, és Law et al (31) tanulmánya csak gyenge kapcsolatot mutatott; azonban mind a jelenlegi tanulmány, mind a Provenzale et al (10) által leírt tanulmány a ktran-okat jelentős megkülönböztetőként azonosította a magas és az alacsony fokú gliómák között. A korábbi vizsgálatokban alkalmazott képalkotó és elemzési technikák mindegyike konkrét potenciális hátrányokkal jár. Ez igaz az általunk alkalmazott technikára is, amelyről ismert, hogy alábecsüli a Ktrans-t, ahol a kontraszt extrakciós frakció magas. A módszert azonban széles körben tesztelték mind reprodukálhatósági együtthatók megállapításával, mind Monte Carlo modellezéssel, hogy azonosítsák az alacsony jelintenzitás–zaj adatok használata által kiváltott hibák nagyságát, valamint magában a modellezésben szereplő feltételezéseket (22, 33, 35). A vizsgálatok arra utalnak, hogy a jelenlegi vizsgálatban azonosított ktran-értékek mért tartományán belül a modell várhatóan pontos és reprodukálható lesz. A technika azért is jelentős előnyökkel jár, mert az adatgyűjtés kevesebb, mint egy perc alatt elvégezhető, és lélegzet-visszatartó technikával együtt használható (45).
összegzésképpen kimutattuk, hogy szoros kapcsolat van mind a CBV, mind a Ktrans, valamint a szövettani fokozat között a gliomákban. Akár a mérés, akár a 2 kombinációja jó megkülönböztető képességet mutat az alacsony és magas fokú daganatok megkülönböztetésében diagnosztikai érzékenységgel és specifitással >90%. A III. és IV. fokozatú daganatok azonosítása viszonylag gyenge, a diagnosztikai érzékenység csak 68%, a specifitás pedig 62%. A kísérleti megközelítések gondos áttekintésével tisztáztuk a korábbi tanulmányok közötti nyilvánvaló eltérések okait is. Ez a tanulmány azt mutatja, hogy a ktrans fontos és független információkat nyújt a tumorbiológiáról és a mikrovaszkuláris szerkezetről, amely támogatja ezen összetettebb elemzési protokollok folyamatos fejlesztését és használatát.
