Corps entier TEP/IRM des Patients pédiatriques : les détails qui comptent

Résumé

Cet article fournit des instructions pas à pas complets pour l’acquisition de tout le corps 2-désoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucose (¹⁸F-FDG) PET/IRM pour la stadification du cancer des patients pédiatriques. Le protocole a été développé pour les enfants de plus de 6 ans, ou assez vieux pour se conformer aux instructions de l’apnée, mais peut être utilisé pour les patients de l’anesthésie générale aussi bien.

Résumé

TEP/IRM intégré est un hybride d’imagerie technique qui permet aux cliniciens d’acquérir des images diagnostiques pour l’évaluation de la tumeur et traitement suivi avec les deux contraste élevé de tissus mous et ajout d’informations métaboliques. TEP/IRM intégré s’est avéré précieux en milieu clinique et a de nombreuses applications d’avenir prometteuses. Le protocole présenté ici fournira des instructions détaillées pour l’acquisition de tout le corps 2-désoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucose (¹⁸F-FDG) données TEP/IRM chez les enfants atteints de cancer. Il fournit également des instructions sur la façon de combiner une mise en scène du corps entier scan avec une analyse de la tumeur locale pour évaluation de la tumeur primitive. L’objectif du présent protocole est d’être globale et temps-efficace, qui sont deux besoins omniprésents pour des applications cliniques. Ce protocole a été développé à l’origine pour les enfants de plus de 6 ans, ou assez vieux pour se conformer aux instructions de l’apnée, mais peut également être appliqué à des patients sous anesthésie générale. De même, le présent protocole peut être modifié pour s’adapter à des préférences institutionnelles en ce qui concerne le choix des séquences d’impulsions MRI pour le scan du corps entier et évaluation tumorale locale.

Introduction

Intégré par émission de positrons (TEP) / imagerie par résonance magnétique (IRM) permet la stadification du cancer et le suivi des traitements avec une sensibilité élevée, contraste élevé de tissus mous et ajout d’informations métabolique^{1,2, 3 , 4}. chez les patients adultes, TEP/IRM réalisée tout aussi bien que la TEP/CT pour la stadification du cancer établi^5,6,7. Dans les biopsies de l’avenir, le liquides seront susceptible d’entraîner une détection plus précoce du développement du cancer (par exemple, à travers les transcriptomes et ADN en circulation) et nécessitent des examens d’imagerie plus sensibles que sont actuellement disponibles pour trouver des petites tumeurs dans le corps⁸ . Cela pourrait mettre TEP/IRM dans une position supérieure d’évaluer l’ensemble du corps et de détecter des cancers dans les zones anatomiques qui ont été évaluées de façon classique avec système d’IRM seul, comme le cerveau, le cou, le ventre/bassin et musculo-squelettique.

Pour les patients pédiatriques, TEP/IRM a plusieurs avantages sur la TEP/CT : tout d’abord, TEP/IRM offre une exposition de rayonnement réduit de façon marquée du patient jusqu'à 74 %⁴. Ceci peut être réalisé à l’aide de MRI exempt de rayonnements ionisants au lieu de technologies CT pour co-enregistrement anatomique des données de PET. En outre, l’augmentation de la sensibilité moderne PET détecteur systèmes⁹ et acquisition de données plue PET pendant une IRM permet une réduction importante des doses administrées radiotraceur de 30 à 50 % par rapport à l’actuelle de protocoles de TEP/CT⁴. Deuxièmement, la possibilité de mise en scène de scans de la tumeur primitive et le corps entier de la combinaison fait gagner du temps et évite en double sedations pour certains patients, tels que les patients avec des os et des sarcomes des tissus mous. Cependant, un « guichet unique » mise en scène de scan n’est cliniquement possible si toutes les données TEP/IRM (tumeur locale et corps entier) peuvent être acquises de manière efficace et que l’abondance des données d’image qui en résulte est présenté dans un format facile à digérer pour le radiologue. Le protocole présenté ici fournira des instructions détaillées pour l’acquisition de données TEP/IRM qui peuvent être utilisées pour l’échafaudage clinique des enfants atteints de cancer, avec une attention particulière aux besoins spécifiques de la population pédiatrique.

Protocole

Toutes les méthodes présentées ici ont été créés en vertu d’une étude de recherche, qui a été approuvée par la Commission de révision institutionnelle de l’Université de Stanford. L’utilisation « off label » de ferumoxytol ont été réalisée sous l’initiative des chercheurs expérimentaux demande de drogue nouvelle (IND 111 154).

1. 24h avant TEP/IRM Scan : dépistage de la sécurité des patients

1. Le patient des risques potentiels de champ magnétique à l’aide d’un questionnaire sur la sécurité MRI de l’écran. Si l’administration d’agent de contraste intraveineux MRI est prévue, vérifier les contre-indications, tels que l’histoire des allergies et de la fonction rénale, entre autres.
2. Informer le patient des objectif, procédure, risques et avantages avant le scan.
3. Peser le patient pour le calcul de la dose d’agent traceurs radioactifs et le contraste.
4. Demander au patient de jeûner pendant au moins 4 heures avant l’analyse.

2. 1-2 h avant le TEP/IRM Scan : préparation du Patient

1. Demandez au patient d’enlever tous les objets métalliques et aux changements dans une robe. S’il y a des objets métalliques implantés, assurez-vous qu’ils sont sans danger pour l’IRM. Utiliser un détecteur de métal au besoin. Ne pas effectuer le TEP/IRM si on s’inquiète pour la sécurité des patients.
2. Placer une intraveineuse dans une veine superficielle périphérique ou accéder à un port-cathéter.
3. Ferumoxytol (5 mg Fe/kg de poids corporel) 1 / 4 dans une solution saline de diluer et laisser infuser lentement pendant au moins 15 min selon FDA protocoles¹⁰.
   Remarque : Ferumoxytol peut être utilisé « off label » comme un agent de contraste à travers une IND menée à l’initiative, car il offre longue durée vasculaire et amélioration des tissus pour la durée de l’analyse complète. Par ailleurs, un chélate de gadolinium cyclique peut être administré directement avant le début du scan TEP/IRM. Pour les patients présentant des lésions du foie, gadoxetate disodique peut être choisi.
4. Vérifier que les niveaux de glycémie du patient avec un glucomètre. Si les niveaux de glycémie du patient sont supérieurs à 200 mg/dL, envisager de re-programmation du PET/IRM.
5. 45 min avant le scan TEP/IRM, administrer 2-désoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glucose (¹⁸F-FDG) à une dose de 2 MBq/kg de poids corporel dans 1 mL de solution saline à travers la ligne intraveineuse.

3. Acquisition d’images TEP/RM

Remarque : Pour ce protocole, nous avons utilisé un 3.0 Signa Tesla GE système TEP/IRM intégré livré avec le logiciel de numérisation de MP24_R03.

1. Enregistrer le protocole pour le scan corps entier (tableau 1) et analyse de la tumeur locale (tableau 2) sur le scanner, afin que ceux-ci peuvent être facilement récupérées sans perdre beaucoup de temps pour rechercher les séquences ou ajuster des protocoles.
2. Pour les patients atteints de lymphome, prescrire un balayage corps entier seulement, s’étendant de la tête aux pieds, ou s’étendant de la tête au niveau de la mi-cuisse, selon la demande de l’oncologue clinique. Pour tous les autres patients, prescrire un balayage corps entier de la tête aux pieds, suivie d’une analyse de la tumeur locale distincte.
   1. Si une tumeur est déjà correctement centrée dans l’une des dalles PET confiné, prescrire et exécuter les séquences de MRI dédiés lors de l’analyse de l’ensemble du corps pour gagner du temps ; par exemple, une tumeur abdominale peut être scannée avec la bobine de l’ensemble du corps.
3. Pour activer la récupération facile et examen des données TEP/IRM pour le radiologue, sauvegarder les images « diagnostiques » sous un numéro d’ordre. Plus tard (Voir l’étape 4.3.5) enregistrez les images source sous un second numéro d’adhésion dans le système PACS.
4. Utilisez les localisateurs mêmes tout au long de l’analyse et s’assurer que le patient ne bouge pas pendant la durée de l’analyse. Cette mesure de co-Registration des données TEP et IRM acquises plus tard.
5. Prescrire les séquences de MRI nécessaires dans chaque dalle de PET. Le système intégré de TEP/IRM permet ensuite l’acquisition simultanée de données PET et les données de l’IRM.
6. Demander au patient d’uriner directement avant d’entrer dans la salle de scanner.
7. PET/IRM corps entier
   1. Positionner le patient sur la table de TEP/IRM en position couchée. Si le patient ne peut pas mettre en position couchée, scannez la tête en position couchée et l’ensemble du corps en position couchée. Pour les patients très hauts, acquérir les partie inférieure des jambes dans un second temps. Pour les patients avec les os ou le sarcome des tissus mous, assurez-vous de recouvrir l’OS entier touchés de joint joint (par exemple, fémur entier de hanche à l’articulation du genou).
   2. Fermer une ceinture de respiration autour du patient. Puis placez une bobine de tête et 2-3 bobines de surface sur le cou, poitrine, abdomen, bassin et extrémités du patient.
   3. Acquérir les localisateurs confiné dans trois plans ; axiales, coronales et sagittales (tableau 1) en utilisant le protocole de Loc générique. Sélectionnez le nombre de postes, selon la hauteur de patients. Direction de numérisation peut être de la tête aux pieds ou pieds vers la tête.
   4. Prescrire l’ensemble du protocole avant de commencer l’analyse de l’ensemble du corps. Simplifier la procédure et utiliser un protocole pré-enregistrées pour que les enfants ne perdent pas patience.
   5. Axial PET dalles de prescrire, tout d’abord, en utilisant le maximum axial champ de vision (FOV, généralement de 25 cm) et 3 min d’acquisition de données. Selon la taille de la patiente, 4-5 dalles couvrira la tête jusqu'à mi-cuisse et 9-10 dalles couvrira l’ensemble du corps.
   6. Dans le logiciel de numérisation, activez deux reconstitutions distinctes pour les données de PET : une atténuation non corrigé (CNA) PET et une atténuation de MRI corrigé PET (MAC). Utilisez une taille de matrice de 192 x 192. Utiliser des 28 sous-ensembles avec 2 itérations. Le logiciel TEP/IRM permet pour la comptabilité correction atténuation pour le patient, patient berceau et bobines de MRI dédiés à l’aide de séquences décrites sous 3.7.7 ci-dessous.
   7. Remplir chaque dalle PET avec une basse résolution Acquisition de foie avec l’Acquisition de Volume (lave) sequencefor Correction d’atténuation (MRAC) et une résolution plus élevée séquence lave pour co-enregistrement anatomique de ¹⁸données F-FDG-PET. Images de diffusion-pesée (DWI) peuvent être ajoutés comme réputé approprié (tableau 1).
   8. Dans le menu tâche sélectionnez la Tâche de PET, cliquez sur Ajouter une tâche, cliquez sur Ajouter post-traitement, choisissez Autobind MRAC (utilisateur) et puis cliquez sur le programme d’installation qui fera apparaître un menu supplémentaire. Sélectionnez tous les consécutives eau MRAC pour les dalles de PET et cliquez sur accepter. Cela permettra au logiciel de fusionner automatiquement le MRAC.
   9. Appliquer des mesures analogues pour fusionner la CFA. Dans ce cas, choisissez la première dalle de PET et cliquez sur la séquence de DWI. Puis cliquez sur Ajouter une tâche et suivez les mêmes étapes supplémentaires comme 3.7.8.
   10. Ajouter une séquence T2 dédiée pour évaluation des poumons et/ou médiastin (tableau 1).
8. Local de scan TEP/IRM
   1. Placer une bobine appropriée sur la tumeur primitive. Pour les tumeurs de l’extrémité, une bobine de flex peut être utilisée.

Pour les tumeurs osseuses, assurez-vous de recouvrir l’articulation adjacente (par exemple, pour un ostéosarcome de la métaphyse du fémur distal, incluent l’épiphyse fémorale distale et l’articulation du genou). Pour les tumeurs primaires du cou, poitrine, abdomen et bassin, placement des bobines pour tumeur locale et mise en scène du corps entier peut être fait à la fois (Voir l’étape 3.7.2). La liste des équipements/matériaux distincts donne un aperçu des bobines de PET-compatible MRI disponibles sur le scanner.

4. image informatique

Remarque : Pour obtenir le scan fusionné de TEP/IRM corps entier, les quatre étapes suivantes doivent être faites : 1) reconstruire les données d’image de PET, 2) fusionner les acquisitions de données MRI individuelles d’un volume unique image, 3) Co inscrire le PET pour les données de l’IRM et 4) générer un PET confiné projection d’intensité maximale (MIP). Le logiciel du scanner simplifie grandement les étapes suivantes.

1. Fusion des données individuelles de l’IRM
   1. Sélectionnez tous les ensembles de données de MRI individuels d’une séquence spécifique, par exemple,lave 1 à 9 et presse la Autobind bouton. Le logiciel construit ensuite un ensemble de données fusionné MRI. Enregistrez l’ensemble de données fusionnée MRI. Le logiciel automatiquement l’ensemble de données de noms et l’ajoute à la liste des séries.
2. Co-Registration de données TEP et IRM
   1. A l’enregistrement le MAC PET-données fusionnées et lave-données fusionnées, sélectionnez chaque ensemble de données qui doit être déposée conjointement et appuyez sur le bouton ImageQC . Le logiciel montre ensuite les ensembles de données individuelles non inscrit co tant l’ensemble de données conjointement inscrit dans deux plans dans des fenêtres séparées six.
   2. Sélectionnez les données de l’IRM et la fenêtre-niveau convenablement, car cela ne peut être modifiée une fois que le scan a enregistré est finalisé et sauvé.
   3. De même, sélectionner le co enregistré ensemble de données TEP/IRM et fenêtre-niveau les données de PET. Il est également possible de régler l’opacité, de zoom et de position des données co enregistrées avant l’enregistrement.
   4. Choisissez l’orientation appropriée tranche pour l’ensemble de données co enregistré, c'est-à-dire, axial ou coronales.
   5. Enfin, enregistrez le jeu de données TEP/IRM a enregistré ajusté :
      1. Dans le menu de Film/enregistrer, choisir le lot . Sélectionnez boucle et faites défiler jusqu'à la tranche plus crânienne et cliquez sur Set Start, puis faites défiler jusqu'à la tranche plus caudale et cliquez sur Fin de Set.
      2. Dans le champ description, choisissez un nom de fichier approprié. Utilisez un nom de fichier cohérente et facilement reconnaissable pour toutes les études, afin que le radiologue et le clinicien peuvent facilement trouver un jeu de données spécifique (par exemple, PET-lave tout le corps).
      3. Cliquez sur Aperçu et laissez le scan à défiler de la tête aux pieds tout en vérifiant que le résultat final est acceptable en termes de niveaux de précision et de la fenêtre de fusion. Fermer l’aperçu, puis sélectionnez OK pour commencer à rendre l’animal/IRM. Le processus de rendu peut être suivi en observant la barre de suivi image index.
   6. Suivez les mêmes étapes pour vous inscrire a la MAC PET-data et la séquence IRM T2 dédiée pour l’évaluation des poumons. Puisque le champ de vision de PET-données déborde de l’IRM, définissez le début et la fin de l’analyse pour inclure uniquement la partie conjointement inscrit.
      Remarque : Le TEP/IRM locale peut être co enregistré suivant les mêmes étapes.
3. Générer l’aperçu de MIP PET confiné
   1. Pour générer une projection de corps entier intensité maximale de PET (MIP), sélectionnez le PET de MAC et de n’importe quel ensemble de données de MRI et appuyez sur le bouton ImageQC .
   2. Double-cliquez sur la fenêtre avec les données de PET uniquement et placez le curseur dans le coin supérieur gauche pour sélectionner le Type d’affichagepuis sélectionnez VR. Cela créera une reconstruction 3D des données PET. Encore une fois, survolez avec la souris dans le coin supérieur gauche pour choisir le mode de rendu, puis MIP HD pour enfin créer la vue d’ensemble du MIP de corps entier PET.
   3. Pour sauver le MIP aperçu choisir par lots dans le menu de Film/enregistrer et sélectionnez Rotate. Ajuster le nombre d’images à 60. Dans le champ description, choisissez un nom de fichier approprié. Cliquez sur Aperçu et vérifier que le résultat final est acceptable. Fermer l’aperçu, puis sélectionnez OK pour lancer le rendu de la vue d’ensemble de MIP. Assurez-vous que le rendu est complet avant de vous quittez.
   4. Envoyer les ensembles de données image diagnostique aux institutions d’archivage et de Communication System (PACS) en sélectionnant la série appropriée et cliquez sur le réseau de votre choix dans le menu de Destinations.
   5. Pour enregistrer les images source sous un numéro d’ordre différent, cliquez sur Edit Patient et changer le numéro d’adhésion. Puis répétez la procédure d’envoi.

5. analyse et mesure de SUV de l’image

1. Charger les données de TEP/IRM conjointement inscrits dans une visionneuse d’imagerie médicale approuvé par la FDA pour lire et analyser le scan. Commerciales téléspectateurs TEP/IRM permettant de mesurer de la valeurs absorption normalisé maximale (SUV) en 3D.
   Remarque : Ce protocole spécifique, nous avons utilisé MIM version 6.6.
2. Choisissez calculer SUV statistiques dans la barre d’outils. Positionner la région d’intérêt (ROI) autour du tissu présentant la captation pathologique ¹⁸F-FDG sur la TEP/IRM co enregistré. Le diamètre ROI peut être agrandi en maintenant et en faisant glisser avec le bouton droit de la souris. Le logiciel permettra de déterminer la moyenne et la valeur maximale de SUV. Pour les patients atteints de lymphome, mesurer le foie et le pool sanguin médiastinale comme norme de référence. Suivez les directives propres à l’institution de mesures de SUV.

Résultats

Nous démontrons un ensemble de données intégrée dans tout l’organisme (tête aux pieds) de IRM, PET et images TEP/RM fusionnées, respectivement, respectivement, d’un garçon de 10 ans avec l’état post résection d’un sarcome indifférencié de la 12ème côte, qui a présenté avec pulmonaire et métastases cardiaques (Figure 1). Le jeu de données affichée ici a été acquise au sein de 40 min. La dose efficace du patient au cours de cet examen est 3.3 mSv

Discussion

Nous avons montré un protocole étape par étape pour études TEP/IRM des patients atteints de cancer pédiatrique. La partie la plus critique du protocole est temps-efficace de planification et de prescrire le PET-dalles et des séquences de MRI avec les paramètres corrects et dans le bon ordre consécutif avant d’initier le corps entier scan. Cela permet une acquisition continue de tout le corps. Numérisation efficace est particulièrement important en milieu pédiatrique, où les ...

matériels

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