PET/MRI de cuerpo entero de pacientes pediátricos: los detalles que importan

Resumen

Este artículo proporciona instrucciones paso a paso integrales para la adquisición de todo el cuerpo 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucosa (¹⁸F-FDG) PET/MRI las exploraciones para la estadificación del cáncer de pacientes pediátricos. El protocolo fue desarrollado para que los niños mayores de 6 años, o edad de cumplir con las instrucciones de breath-hold, pero puede ser utilizado para pacientes anestesia general así.

Resumen

Integrado de PET/MRI es un híbrido de imagen técnica que permite a los médicos para la adquisición de imágenes diagnósticas para la evaluación del tumor y tratamiento seguimiento con tanto contraste de tejidos blandos alta y añadido información metabólica. Integrado de PET/MRI ha demostrado para ser valioso en el ajuste clínico y tiene muchas aplicaciones futuro prometedoras. El protocolo presentado aquí proporciona instrucciones paso a paso para la adquisición de todo el cuerpo 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucosa (¹⁸F-FDG) datos de PET/MRI en niños con cáncer. También proporciona instrucciones sobre cómo combinar una puesta en escena todo el cuerpo la exploración con un análisis local del tumor para la evaluación del tumor primario. El objetivo de este protocolo debe ser integral y eficiente, que son dos necesidades ubicuas para aplicaciones clínicas. Este protocolo fue desarrollado originalmente para que los niños mayores de 6 años, o edad de cumplir con las instrucciones de breath-hold, pero puede aplicarse también a pacientes bajo anestesia general. Asimismo, este protocolo puede modificarse para adaptarse a preferencias institucionales en cuanto a la elección de las secuencias de pulso de MRI la exploración whole-body y evaluación local del tumor.

Introducción

Integrado de emisión de positrones (PET) / proyección de imagen de resonancia magnética (MRI) permite la estadificación del cáncer y el tratamiento control con alta sensibilidad y contraste de tejidos blandos alta información metabólica agregada^{1,2, 3 , 4}. en pacientes adultos, PET/MRI realizado igualmente bien como la PET-TAC para la estadificación de cánceres establecidos^5,6,7. En las biopsias futuras, líquidas probablemente conducirá a una detección más temprana de desarrollo del cáncer (por ejemplo, a través de transcriptomas y circular de ADN) y requieren pruebas de imagen más sensibles que están actualmente disponibles para encontrar los pequeños tumores en el cuerpo⁸ . Esto podría poner PET/MRI en una posición superior para evaluar el cuerpo entero y de detectar los cánceres en las áreas anatómicas que han evaluado clásicamente con sistema MRI solamente, como el cerebro, cuello, abdomen, pelvis y aparato locomotor.

Para los pacientes pediátricos, PET/MRI tiene varias ventajas sobre PET/CT: en primer lugar, PET/MRI proporciona una exposición a la radiación marcado reducida del paciente hasta un 74%⁴. Esto puede lograrse usando MRI libre de radiaciones ionizantes en lugar de tecnologías CT anatómicas co registro de datos del animal doméstico. Además, el aumento de la sensibilidad del animal doméstico moderno detector de sistemas⁹ y adquisición de datos de mascotas más durante una exploración de MRI permite una reducción significativa de la dosis de radiosonda administradas por 30-50% en comparación con los actuales protocolos de PET/CT⁴. En segundo lugar, la posibilidad de combinar escenificando las exploraciones del tumor primario y de todo el cuerpo ahorra tiempo y evita duplicados Preparados calmantes para algunos pacientes, tales como pacientes con sarcomas de partes blandas y el hueso. Sin embargo, una "ventanilla" escenificando la exploración sólo es clínicamente factible si todos los datos de PET/MRI (local del tumor y todo el cuerpo) pueden ser adquiridos de una manera eficiente y la abundancia de datos de la imagen resultante se presenta en un formato fácilmente digerible para el radiólogo. El protocolo presentado aquí proporciona instrucciones paso a paso para la adquisición de PET/MRI datos que pueden utilizarse para estadiaje clínico de los niños con cáncer, con especial atención a las necesidades específicas de la población pediátrica.

Protocolo

Todos los métodos presentados aquí se han establecido en un estudio de investigación, que fue aprobado por la Junta de revisión institucional de la Universidad de Stanford. El uso "off label" de Feraheme fue realizado bajo una investigador inició investigación solicitud de nuevo fármaco (IND 111.154).

1. 24 h antes de la PET/MRI Scan: detección de seguridad del paciente

1. Al paciente de peligros potenciales del campo magnético usando un cuestionario de seguridad de MRI de la pantalla. Si se planea la administración intravenosa de contraste MRI, comprobar contraindicaciones, tales como antecedentes de alergias y de la función renal, entre otros.
2. Informar al paciente del propósito, procedimiento, riesgos y beneficios antes de la exploración.
3. Pesar al paciente para el cálculo de la dosis de radiosonda y contraste agente.
4. Pida al paciente que rápido durante al menos 4 horas antes de la exploración.

2. 1-2 h antes de la PET/MRI la exploración: preparación del paciente

1. Pida al paciente que retire todos los objetos metálicos y cambiar a un vestido. Si hay objetos metálicos implantados, asegúrese de que son seguros para la exploración de MRI. Utilice un detector de metales según sea necesario. Si hay una preocupación por la seguridad del paciente, no realizar el PET/MRI.
2. Colocar una vía intravenosa en una vena superficial periférica o un catéter puerto de acceso.
3. Diluir 1 Feraheme (5 mg Fe/kg peso corporal): 4 en solución salina e infundir lentamente durante al menos 15 min según FDA protocolos¹⁰.
   Nota: Feraheme puede utilizarse "off label" como un agente de contraste a través de un IND iniciada por el investigador, ya que proporciona larga duración vascular y mejora del tejido para la duración de la exploración toda. Alternativamente, puede administrarse un quelato de gadolinio cíclicos directamente antes de inicio de la exploración de PET/MRI. Para los pacientes con lesiones del hígado, comentarios disódico puede ser elegido.
4. Compruebe que los niveles de glucosa de sangre del paciente con un glucómetro. Si los niveles de glucosa en sangre del paciente por encima de 200 mg/dL, considere volver a programar la exploración de PET/MRI.
5. 45 minutos antes de la exploración de PET/MRI, administrar 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucosa (¹⁸F-FDG) en una dosis de 2 MBq/kg peso corporal en 1 mL de solución salina a través de la línea intravenosa.

3. adquisición de imágenes PET/RM de

Nota: Para este protocolo, utilizamos un Signa de Tesla GE 3.0 sistema integrado de PET/MRI liado con software de escáner MP24_R03.

1. Guarde el protocolo para la exploración whole-body (tabla 1) y la exploración local del tumor (tabla 2) en el escáner, para que estos se pueden recuperar fácilmente sin perder mucho tiempo para buscar secuencias o ajustar protocolos.
2. Para pacientes con linfoma, prescribir una exploración whole-body, que se extiende desde la cabeza a los pies o que se extiende desde la cabeza a nivel de la mitad del muslo, según la petición del oncólogo clínico. Para todos los otros pacientes, prescribir una exploración whole-body de la cabeza al dedo del pie seguida por una exploración local independiente del tumor.
   1. Si un tumor ya adecuadamente se centra en una de las losas del PET de cuerpo entero, prescribir y ejecutar las secuencias de RM dedicadas durante la exploración del cuerpo entero para ahorrar tiempo; por ejemplo, un tumor abdominal puede ser analizado con la bobina de cuerpo entero.
3. Para permitir la fácil recuperación y revisión de datos de PET/MRI para el radiólogo, guardar las imágenes de "diagnósticos" bajo el mismo número. Más adelante (ver paso 4.3.5) guardar las imágenes de fuente debajo de un segundo número de adhesión en el sistema PACS.
4. Utilice el mismo localizadores a lo largo de la exploración y asegúrese de que el paciente no se mueva durante la duración de la exploración. Esto permite co-registro de los PET y MRI datos adquiridos más adelante.
5. Prescribir las secuencias MRI necesarias dentro de cada losa de PET. El sistema integrado de PET/MRI entonces permite la adquisición simultánea de datos de PET y MRI.
6. Pida al paciente que vacío directamente antes de entrar a la sala de escáner.
7. Exploración de PET/MRI de cuerpo entero
   1. Coloque al paciente sobre la tabla PET/MRI en una posición supina. Si el paciente no se pone decúbito supino, buscar la cabeza supina y todo el cuerpo en posición prona. Para los pacientes muy altos, adquirir las piernas más bajas en un segundo paso. Para los pacientes con hueso o sarcoma de tejidos blandos, asegúrese de cubrir el hueso entero afectado de articulación a articulación(por ejemplo, el fémur entero de cadera a la articulación de la rodilla).
   2. Cerca de un cinturón de respiración alrededor del paciente. Luego coloque una bobina principal y bobinas de superficie de 2-3 en el cuello, pecho, abdomen, pelvis y extremidades del paciente.
   3. Adquieren localizadores de cuerpo entero en tres planos; axial, coronal y sagital (tabla 1) utilizando el protocolo genérico de localizador. Seleccione el número de estaciones según la estatura del paciente. Análisis de dirección pueden ser desde la cabeza a los pies o pies hacia la cabeza.
   4. Prescriben el protocolo completo antes de comenzar la exploración whole-body. Agilizar este proceso y utilizar un protocolo previamente guardado para que los niños no pierden la paciencia.
   5. Recetar losas PET axiales en primer lugar, utilizando el máximo campo axial de visión (FOV, típicamente de 25 cm) y adquisición de datos de 3 minutos. Dependiendo del tamaño del paciente, 4-5 losas cubrirá la cabeza a medio muslo y 9-10 losas cubrirá todo el cuerpo.
   6. En el software del escáner, permite dos reconstrucciones separadas para los datos del animal doméstico: una de atenuación no corregida (NAC) del animal doméstico y una atenuación de MRI corregido PET (MAC). Utilice un tamaño de matriz de 192 x 192. Utilizar 28 subconjuntos con 2 repeticiones. El PET/MRI software permite para la contabilización de corrección de atenuación para el paciente, paciente cuna y dedicadas bobinas de MRI, utilizando secuencias descritas bajo 3.7.7 abajo.
   7. Llene cada losa de PET con una adquisición de hígado baja resolución con volumen de adquisición (LAVA) sequencefor corrección de atenuación (MRAC) y una resolución más alta secuencia de LAVA para anatómica co-registro de ¹⁸datos F-FDG-PET. Imágenes de difusión-cargada (DWI) puede añadirse como atribuido apropiado (tabla 1).
   8. En el menú tarea seleccione la Tarea de mascota, haga clic en Agregar tarea, haga clic en Añadir postproceso, elegir Autobind MRAC (usuario) y haga clic en configuración que aparecerá un menú adicional. Seleccione todos MRAC consecutivos de agua para las losas de la mascota y haga clic en Aceptar. Esto permitirá que el software automáticamente combinar la MRAC.
   9. Aplicar medidas similares para combinar el DWI. En este caso, elegir la primera losa de mascota y haga clic en la secuencia DWI. Luego haga clic en Añadir tarea y siga los mismos pasos adicionales como 3.7.8.
   10. Agregar una secuencia de T2 dedicadoa para la evaluación de los pulmones o mediastino (tabla 1).
8. Exploración de PET/MRI local
   1. Coloque una bobina apropiada sobre el tumor primario. Para los tumores de la extremidad, puede utilizarse una bobina de flex.

Para los tumores óseos, asegúrese de que cubrir la articulación adyacente (por ejemplo, para un osteosarcoma de la metáfisis de fémur distal, incluye la epífisis femoral distal y la articulación de la rodilla). Para los tumores primarios de cuello, tórax, abdomen y pelvis, colocación de bobinas para local del tumor y la puesta en escena todo el cuerpo se puede hacer a la vez (ver paso 3.7.2). La lista de distintos materiales y equipos proporciona una visión general de bobinas de PET compatible con MRI disponibles en el explorador.

4. imagen informática

Nota: Para obtener la exploración de PET/MRI de cuerpo entero combinada, los cuatro pasos siguientes deben hacerse: 1) reconstruir los datos de imagen PET, 2) combinar las adquisiciones de datos MRI individuales a un volumen de imagen, 3) Co registrar la mascota a los datos de MRI y 4) generar un cuerpo entero del animal doméstico proyección de máxima intensidad (MIP). El software del escáner simplifica enormemente estos pasos.

1. Fusión de datos individuales de MRI
   1. Seleccione conjuntos de datos individuales todos de MRI de una secuencia específica, por ejemplo,LAVA 1 a 9 y presione el Autobind botón. El software entonces construye un conjunto de datos combinado de MRI. Guardar el conjunto de datos combinado de MRI. El software automáticamente el conjunto de datos los nombres y agrega a la lista de la serie.
2. Co-registro PET y MRI datos
   1. Para registrar conjuntamente los combinado MAC PET-datos y combinado LAVA-, seleccione cada conjunto de datos que tiene que ser co registrado y presione el botón de ImageQC . El software a continuación muestra los conjuntos de datos no registrados de co individuales y el conjunto de datos de co registrado en dos planos en seis ventanas separadas.
   2. Seleccione los datos de MRI y nivel de ventana apropiadamente, ya que esto no puede ser ajustado una vez la exploración de co registrada es finalizada y guardada.
   3. Del mismo modo Seleccione el conjunto de datos de PET/MRI Co registrado y nivel de ventana de los datos del animal doméstico. También es posible ajustar la opacidad, el zoom y la posición de los datos de co registrados antes de guardar.
   4. Elija la orientación del sector apropiado para el conjunto de datos registrado conjuntamente, es decir, axial o coronal.
   5. Por último, guarde el conjunto de datos ajustado de co registrado PET/MRI:
      1. Elija el lote en el menú de película/Save. Seleccione bucle y desplácese hasta el corte más craneal y haga clic en Comienzo, entonces Desplácese hacia abajo hasta el segmento más caudal y haga clic en Set End.
      2. En el campo Descripción, elegir un nombre de archivo apropiado. Utilice un nombre de archivo coherente y reconocible para todos los estudios, para que el radiólogo y el clínico pueden encontrar fácilmente un conjunto específico de datos (p. ej., PET-LAVA todo el cuerpo).
      3. Haga clic en vista previa y dejar que la exploración del desplazamiento de la cabeza a los pies mientras se comprueba que el resultado final es aceptable en términos de niveles de exactitud y ventana de fusión. Cerrar la vista previa y seleccione OK para comenzar a representar la exploración de PET/MRI. El procesamiento puede seguirse observando la barra de seguimiento de índice de imagen.
   6. Siga los mismos pasos para registrar conjuntamente los datos del animal doméstico de MAC y la secuencia de resonancia magnética de T2 dedicadoa para la evaluación de los pulmones. Desde el campo de visión de datos del animal doméstico se extiende más allá de la resonancia magnética, establecer el inicio y el final de la búsqueda para incluir sólo la parte de co registrada.
      Nota: El local PET/MRI puede co registrada siguiendo los mismos pasos.
3. Generar Resumen de PET cuerpo entero MIP
   1. Para generar una proyección de intensidad máxima de todo el cuerpo del animal doméstico (MIP), seleccionar la mascota de MAC y cualquier conjunto de datos de MRI y presione el botón de ImageQC .
   2. Haga doble clic en la ventana con los datos del animal doméstico y pase el cursor en la esquina superior izquierda para seleccionar el Tipo de vistay luego seleccione VR. Esto creará una reconstrucción 3D de los datos del animal doméstico. De nuevo, pase el ratón en la esquina superior izquierda para seleccionar el modo de procesamiento y seleccione HD MIP para finalmente crear el Resumen de PET cuerpo entero MIP.
   3. Para salvar el MIP Resumen elija por lotes en el menú de película/guardar y seleccione rotar. Ajustar el número de imágenes a 60. En el campo Descripción, elegir un nombre de archivo apropiado. Haga clic en vista previa y comprobar que el resultado final es aceptable. Cerrar la vista previa y seleccione OK para comenzar a representar el Resumen de MIP. Asegúrese de que el procesamiento está completo antes de salir.
   4. Enviar los conjuntos de datos de imagen diagnóstico a las instituciones de Picture Archiving y sistema de comunicación (PACS) seleccionando la serie apropiada y haga clic en la red deseada en el menú de destinos.
   5. Para guardar las imágenes de fuente bajo un número diferente, haga clic en Editar paciente y cambiar el número de accesión. Repita el procedimiento de enviar.

5. Análisis y medición de SUV de la imagen

1. Cargar los datos en un visor de imágenes médico aprobado por la FDA para leer y analizar la exploración PET/MRI Co. Comerciales espectadores PET/MRI permiten para la medición de la máxima estandarizado absorción valores (SUV) en 3D.
   Nota: Este protocolo específico, usa por MIM versión 6.6.
2. Elegir SUV calcular estadísticas de la barra de herramientas. Posición de la región de interés (ROI) alrededor del tejido exhibiendo captación patológica ¹⁸F-FDG en el PET/MRI Co registrado. El diámetro ROI puede ampliarse y arrastrando con el botón derecho del ratón. El software va a determinar la media y el máximo valor SUV. Para pacientes con linfoma, medir el hígado y la piscina de sangre mediastínica, como un estándar de referencia. Siga las pautas específicas de la institución para informar de las medidas de SUV.

Resultados

Demostramos un conjunto de datos integrado todo el cuerpo (pies a la cabeza) de MRI y PET fundidos imágenes PET/RM, respectivamente, respectivamente, de un muchacho de 10 años con estado post resección de un sarcoma indiferenciado de la 12 costilla, que presentó con pulmonar y metástasis cardíacas (figura 1). El conjunto de datos que se muestra a continuación fue adquirido dentro de 40 minutos. La dosis efectiva del paciente durante este examen fue de mSv 3.3

Discusión

Hemos demostrado un protocolo paso a paso para los estudios de PET/MRI de pacientes de cáncer pediátrico. La parte más crítica del protocolo es eficiente planificación y prescripción de las mascotas-losas y secuencias de RM con los parámetros correctos y en el orden correcto consecutivo antes de iniciar el cuerpo de toda la exploración. Esto permite la adquisición continua de todo el cuerpo. Escaneo eficaz es especialmente importante en el entorno pediátrico, donde pacientes uns...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Integrated PET/MRI scanner
SIgna PET/MR	GE		3.0 T integrated PET/MRI scanner
Software
MP24_R03	GE		PET/MRI scanner software
MIM software version 6.6.13	MIM Software Inc.		PET/MRI analysis software
Contrast Agents
Ferumoxytol	AMAG Pharmaceuticals		Iron Oxide nanoparticles
18F-FDG	-		2-Deoxy-2-(18F)fluoro-D-glucose
MRI coils available on the scanner
Nova 32 Channel Head coil	Nova
Neocoil 1H 16 channel GEM Flex Large Array	GE	M7000SK
Neocoil 1H 16 channel  GEM Flex Medium Array	GE	M7000SL
Neocoil 1H 16 channel GEM Flex Small Array	GE	M7000SM
Everest Central Molecular Imaging Array (CMA)	GE	M8000RB
Everest Head Neck Unit	GE	M8000CB
Everest Lower and Upper Anterior Array	GE	M8000CC & M8000CA
Invivo 1H 8 channel High Res Brain Array	GE	M8000RA
3.0T HD Breast Array Coil	GE	M7000GG
3.0T Split-Top Head TR Single Ch Coil	GE	G6000BH