PET/RM de corpo inteiro de pacientes pediátricos: os detalhes que importam

Resumo

Este artigo fornece instruções passo a passo completa para a aquisição de todo o organismo 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glicose (¹⁸F-FDG) PET/MRI varreduras para estadiamento do câncer de pacientes pediátricos. O protocolo foi desenvolvido para crianças acima de 6 anos, ou idade suficiente para cumprimento das instruções de respiração-espera, mas pode ser usado para pacientes de anestesia geral também.

Resumo

PET/RM integrada é um híbrido de imagem técnica, permitindo que os clínicos adquirir imagens de diagnósticos para avaliação do tumor e tratamento acompanhamento com tanto contraste elevado de tecidos moles e acrescentou informações metabólicas. PET/RM integrada tem mostrado para ser útil na prática clínica e tem muitas aplicações de futuras promissoras. O protocolo apresentado aqui fornecerá instruções passo a passo para a aquisição de todo o organismo 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glicose (¹⁸F-FDG) dados de PET/RM em crianças com câncer. Ele também fornece instruções sobre como combinar uma encenação de corpo inteiro digitalizar com uma varredura de tumor local para avaliação do tumor primário. O foco do presente protocolo é ser abrangente e tempo-eficiente, que são duas necessidades onipresentes para aplicações clínicas. Este protocolo foi originalmente desenvolvido para crianças acima de 6 anos, ou idade suficiente para cumprimento das instruções de respiração-espera, mas também pode ser aplicado a pacientes sob anestesia geral. Da mesma forma, este protocolo pode ser modificado para caber institucionais preferências em termos de escolha de sequências de pulso MRI para o corpo inteiro e avaliação local do tumor.

Introdução

Integrado de emissão de positrões (PET) / ressonância magnética (MRI) permite o estadiamento do câncer e tratamento de monitoramento com alta sensibilidade, contraste elevado de tecidos moles e adicionadas informações metabólicas^{1,2, 3 , 4}. em pacientes adultos, PET/RM realizado igualmente bem como PET/CT para o estadiamento dos cânceres estabelecidos^5,6,7. Nas futuras, líquidas biópsias provavelmente levará para detecção precoce de desenvolvimento de câncer (por exemplo, através de transcriptomes e circular de DNA) e requerer exames de imagem mais sensíveis do que estão atualmente disponíveis para encontrar pequenos tumores no corpo⁸ . Isto pode colocar PET/RM em uma posição de superioridade para avaliar todo o corpo e detectar cânceres nas áreas anatômicas que foram classicamente avaliadas com sistema de MRI sozinho, como o cérebro, pescoço, abdômen/pelve e músculo-esquelético.

Para pacientes pediátricos, PET/RM tem várias vantagens sobre PET/CT: primeiro, PET/RM fornece uma exposição de radiação marcadamente reduzida do paciente em até 74%⁴. Isto pode ser conseguido usando MRI isento de radiações ionizantes em vez de tecnologias de CT para registo co anatômico dos dados de PET. Além disso, o aumento da sensibilidade dos modernos PET detector sistemas⁹ e aquisição de dados mais PET durante uma varredura de MRI permite significativa redução das doses administradas radiotracer por 30-50% em relação ao atual de protocolos de PET/CT⁴. Em segundo lugar, a possibilidade de combinação encenando varreduras do tumor primário e todo o corpo economiza tempo e evita sedações duplicadas para alguns pacientes, tais como pacientes com osso e sarcomas de partes moles. No entanto, uma "uma paragem" encenando a varredura só é clinicamente viável se todos os dados de PET/RM (tumor local e todo o corpo) podem ser adquiridos de forma eficiente e se a abundância de dados de imagem resultante é apresentada em um formato facilmente digestível para o radiologista. O protocolo apresentado aqui fornecerá instruções passo a passo para a aquisição de dados de PET/RM que podem ser usados para o estadiamento clínico de crianças com câncer, com especial atenção às necessidades específicas da população pediátrica.

Protocolo

Todos os métodos aqui apresentados foram estabelecidos no âmbito de um estudo de pesquisa, que foi aprovado pelo Conselho de revisão institucional da Universidade de Stanford. O uso "off label" de ferumoxytol foi realizado sob uma iniciada pelo investigador investigational aplicação nova da droga (IND. 111.154).

1. 24 h antes da PET/MRI Scan: rastreio de segurança do paciente

1. Tela do paciente para os potenciais perigos de campo magnético, utilizando um questionário de segurança do MRI. Se a administração do agente de contraste intravenoso MRI é planejada, verificar contra-indicações, tais como história de alergias e função renal, entre outros.
2. Informe o paciente de finalidade, procedimento, riscos e benefícios antes da digitalização.
3. Pese o paciente para o cálculo da dose de agente radiotracer e contraste.
4. Pedir ao paciente para rápido pelo menos 4 horas antes do exame.

2. 1-2 h antes do PET/MRI varredura: preparação do paciente

1. Pedir ao paciente para remover todos os objetos metálicos e vestir um vestido. Se existem quaisquer objectos metálicos implantados, certifique-se de que eles são seguros para fazer a varredura de MRI. Use um detector de metais, conforme necessário. Não faça o PET/RM, se houver uma preocupação com a segurança do paciente.
2. Coloque uma linha intravenosa em uma veia periférica superficial ou um porta-cateter de acesso.
3. Diluir o ferumoxytol (5 mg Fe/kg de peso corporal) 1:4 em soro fisiológico e infundir lentamente durante pelo menos 15 min de acordo com o FDA protocolos¹⁰.
   Nota: Ferumoxytol pode ser usado "off label" como um agente de contraste através de uma IND iniciada pelo investigador, pois oferece longa duração vascular e realce de tecido para a duração da varredura inteira. Alternativamente, um quelato de gadolínio cíclico pode ser administrado diretamente antes de iniciar o exame de PET/RM. Para pacientes com lesões hepáticas, gadoxetate dissódico pode ser escolhido.
4. Verifica que os níveis de glicose sanguínea do paciente com um glicosímetro. Se os níveis de glicose sanguínea do paciente são acima de 200 mg/dL, considera-se de re-agendar o exame de PET/RM.
5. 45 min antes da varredura do PET/RM, administrar 2-deoxy - 2-(¹⁸F) fluoro-D-glicose (¹⁸F-FDG) na dose de 2 MBq/kg de peso corporal em 1 mL de solução salina através da linha intravenosa.

3. PET/MR imagem aquisição

Nota: Para este protocolo, foi utilizado um Signa de Tesla GE 3.0 integrado sistema de PET/RM empacotado com software do scanner MP24_R03.

1. Salve o protocolo para a digitalização de todo o corpo (tabela 1) e varredura de tumor local (tabela 2) no scanner, para que estas podem ser facilmente recuperadas sem perder muito tempo para pesquisar sequências ou ajustar os protocolos.
2. Para pacientes com linfoma, prescrever uma varredura de todo o corpo, estendendo-se da cabeça aos pés ou estendendo-se desde a cabeça ao nível do meio da coxa, de acordo com o pedido do oncologista clínico. Para todos os outros pacientes, prescrever uma varredura de todo o corpo da cabeça aos pés, seguido de uma verificação de tumor local separado.
   1. Se um tumor é já devidamente centrado das lajes de PET do corpo inteiro, prescrever e executar as sequências MRI dedicadas durante o scan de corpo inteiro para economizar tempo; por exemplo, um tumor abdominal pode ser verificado com a bobina de corpo inteiro.
3. Para habilitar a recuperação fácil e revisão dos dados de PET/MRI para o radiologista, salve as imagens de "diagnósticos" adesão sob um número. Mais tarde (ver passo 4.3.5) salve as imagens de origem sob um segundo número de adesão no sistema PACS.
4. Use os mesmos localizadores durante todo o exame e certifique-se de que o paciente não se move para a duração da verificação. Isto permite que o registro co dos PET e MRI dados adquiridos mais tarde.
5. Prescrever as sequências MRI necessárias dentro de cada laje de PET. Sistema integrado de PET/RM então permite a aquisição simultânea de dados PET e MRI.
6. Peça ao paciente para void diretamente antes de entrar na sala do scanner.
7. PET de corpo inteiro/ressonância
   1. Posicione o paciente na tabela PET/RM em posição supina. Se o paciente não pode deitar em decúbito dorsal, digitalizar a cabeça em decúbito dorsal e todo o corpo em posição prona. Para pacientes muito altos, adquira a parte inferior das pernas em uma segunda etapa. Para pacientes com osso ou sarcoma macio do tecido, certifique-se de cobrir o osso todo afetado de articulação para articulação (por exemplo, fêmur inteiro do quadril, a articulação do joelho).
   2. Feche um cinto de respiração em torno do paciente. Depois, posicione uma bobina de cabeça e 2-3 bobinas de superfície no pescoço, peito, abdômen, pelve e extremidades do paciente.
   3. Adquirir os localizadores de corpo inteiro em três planos; axial, coronal e sagital (tabela 1) usando o protocolo genérico localizador. Selecione o número de estações de acordo com a altura do paciente. Direção de digitalização pode ser tanto da cabeça aos pés, ou pés para a cabeça.
   4. Prescrever o protocolo inteiro antes de começar a varredura de corpo inteiro. Agilizar esse processo e usar um protocolo pré-gravadas para que as crianças não perdem a paciência.
   5. Prescrever axial PET lajes primeiro, usando o máximo axial campo de visão (FOV, normalmente de 25 cm) e aquisição de dados de 3 min. Dependendo do tamanho do paciente, 4-5 lajes irão cobrir a cabeça para o meio da coxa e lajes de 9-10 vão cobrir todo o corpo.
   6. No software do scanner, habilitar duas reconstruções separadas para os dados do PET: um não-atenuação corrigida PET (NAC) e uma atenuação de MRI corrigido (MAC) Pet. Use um tamanho de matriz de 192 x 192. Use 28 subconjuntos com 2 iterações. O software de PET/RM permite a contabilização de correção de atenuação de paciente, berço do paciente e dedicadas bobinas de MRI usando sequências descritas sob 3.7.7 abaixo.
   7. Encha cada laje de PET com uma baixa resolução aquisição de fígado com Volume de aquisição (LAVA) sequencefor correção de atenuação (MRAC) e uma resolução maior sequência LAVA para registo co anatômica de ¹⁸dados F-FDG-PET. Imagens de difusão-tornado mais pesado (DWI) podem ser adicionados como considerado adequado (tabela 1).
   8. No menu tarefa selecione a Tarefa de PET, clique em Adicionar tarefa, clique em Adicionar pós-processamento, escolher MRAC Autobind (usuário) e clique em Setup que fará aparecer um menu adicional. Selecione todos os MRAC consecutivos de água para as lajes de PET e clique em aceitar. Isso permitirá que o software automaticamente mesclar o MRAC.
   9. Aplica as etapas semelhantes para mesclar a DWI. Nesse caso, escolher a primeira laje do PET e clique na sequência DWI. Em seguida, clique em Adicionar tarefa e siga os mesmos passos adicionais como 3.7.8.
   10. Adicione uma sequência T2 dedicada para avaliação dos pulmões ou mediastino (tabela 1).
8. Local PET/ressonância
   1. Coloque uma bobina adequada sobre o tumor primário. Para tumores de extremidade, uma bobina flex pode ser utilizada.

Para tumores ósseos, certifique-se de cobrir a articulação adjacente (por exemplo, para um osteossarcoma da metáfise distal do fêmur, incluem a epífise femoral distal e a articulação do joelho). Para tumores primários do pescoço, tórax, abdome e pelve, colocação de bobinas para tumor local e encenação de corpo inteiro pode ser feita de uma só vez (ver passo 3.7.2). A lista de materiais/equipamento separado fornece uma visão geral das bobinas de PET-compatível com MRI disponíveis no scanner.

4. imagem processamento de dados

Nota: Para obter o exame de PET/RM mesclado todo o corpo, as quatro etapas a seguir devem ser feitas: 1) reconstruir os dados de imagem de PET, 2) mesclar as aquisições de dados individuais MRI para um volume de imagem única, 3) co registrar o animal de estimação para os dados de MRI e 4) gerar um corpo inteiro do animal de estimação projeção de intensidade máxima (MIP). O software do scanner simplifica muito estas etapas.

1. Mesclagem de dados individuais de MRI
   1. Selecione todos os conjuntos de dados MRI individuais de uma sequência específica, por exemplo,LAVA 1 a 9 e pressione o Autobind botão. O software, em seguida, constrói um conjunto de dados mesclado MRI. Salve o conjunto de dados mesclado MRI. O software automaticamente o conjunto de dados de nomes e adiciona-lo à lista de série.
2. Co de registo de dados PET e MRI
   1. Para registrar co o MAC PET-dados mesclados e LAVA-dados mesclados, selecione cada conjunto de dados que precisa ser registrado co e pressione o botão de ImageQC . Em seguida, o software mostra ambos os conjuntos de dados individuais não-co-registrada e o conjunto de dados co registrado em dois aviões em seis janelas separadas.
   2. Selecione os dados de MRI e nível da janela apropriadamente, desde que isso não pode ser ajustado uma vez o scan co registrado é finalizado e salvo.
   3. Da mesma forma, selecione o conjunto de dados co registrado PET/RM e os dados do animal de estimação do nível da janela. Também é possível ajustar a opacidade, zoom e posição dos dados co registrados antes de salvar.
   4. Escolha a orientação da fatia apropriada para o conjunto de dados co registrado, ou seja, axial ou coronal.
   5. Por fim, salve o conjunto de dados PET/RM co registrado ajustado:
      1. Escolha o lote no menu de filme/salvar. Selecione Loop e rolar até a fatia mais cranial e clique em Começar a definir, em seguida, desloque-se para a fatia mais caudal e clique Final definido.
      2. No campo Descrição, escolha um nome de arquivo apropriado. Use um nome de arquivo consistente e facilmente reconhecível em todos os estudos, para que o radiologista e o médico podem facilmente encontrar um conjunto de dados específico (por exemplo, PET-LAVA todo o corpo).
      3. Clique em Visualizar e deixe o scan rolar da cabeça aos pés, ao verificar que o resultado final é aceitável em termos de níveis de precisão e janela de fusão. Fechar a visualização e selecione Okey para iniciar o exame de PET/RM de renderização. O processo de renderização pode ser seguido por observar a barra de faixa de índice de imagem.
   6. Siga os mesmos passos para registrar co os PET-dados do MAC e a sequência T2 MRI dedicada para avaliação dos pulmões. Desde que o PET-dados FOV ultrapassa o MRI, defina o início e o fim da varredura para incluir apenas a parte co registrada.
      Nota: O PET/RM local pode ser co registrado seguindo os mesmos passos.
3. Visão geral de MIP de corpo inteiro do animal de estimação de gerar
   1. Para gerar uma projeção de intensidade máxima de todo o corpo do animal de estimação (MIP), selecione o animal de estimação do MAC e qualquer conjunto de dados de MRI e pressione o botão de ImageQC .
   2. Clique duas vezes na janela com PET apenas dados, passe o cursor no canto superior esquerdo para selecionar o Tipo de exibiçãoe selecione VR. Isto irá criar uma reconstrução 3D dos dados PET. Novamente, passe o mouse no canto superior esquerdo para selecionar modo de renderização e selecione HD MIP para finalmente criar a visão de MIP PET todo o corpo.
   3. Para salvar o MIP visão geral escolha lote no menu de filme/salvar e selecione Rotate. Ajuste o número de imagens a 60. No campo Descrição, escolha um nome de arquivo apropriado. Clique em Visualizar e verificar que o resultado final é aceitável. Fechar a visualização e selecione Okey para começar a renderização a visão de MIP. Certifique-se que o processamento seja concluído antes de você sair.
   4. Enviar os conjuntos de dados de imagem diagnóstica para as instituições arquivamento de imagens e sistema de comunicação (PACS), selecionando a série apropriada e clique em rede desejada no menu de destinos.
   5. Para salvar as imagens de origem sob um número de adesão diferentes, clique em Editar paciente e alterar o número de adesão. Em seguida, repita o procedimento de envio.

5. análise e medição de SUV de imagem

1. Carrega os dados de PET/RM co registrados em um visualizador de aprovados pela FDA médico da imagem latente para ler e analisar o exame. Espectadores de PET/RM comerciais permitem a medição do máximo padronizado captação valores (SUV) em 3D.
   Nota: Para este protocolo específico, usamos MIM versão 6.6.
2. Escolha o SUV calcular estatísticas de barra de ferramentas. Posicione a região de interesse (ROI) em torno do tecido exibindo patológica ¹⁸F-FDG captação na PET/RM co registrado. O diâmetro ROI pode ser ampliado, clicando e arrastando com o botão direito do mouse. O software irá determinar a média e o valor máximo de SUV. Para pacientes com linfoma, medir o fígado e a poça de sangue do mediastino como padrão de referência. Segui orientações específicas da instituição para elaboração de relatórios de medições de SUV.

Resultados

Vamos demonstrar um conjunto de dados integrado todo o corpo (da cabeça aos pés) de RM, PET e imagens de PET/MR fundidas, respectivamente, respectivamente, de um garoto de 10 anos com status pós ressecção de um sarcoma indiferenciado da 12ª costela, que apresentou com pulmonar e metástases cardíacas (Figura 1). O conjunto de dados mostrado aqui foi adquirido dentro de 40 min. A dose eficaz do paciente durante este exame foi 3,3 mSv¹¹.

Discussão

Mostramos um protocolo passo a passo para estudos de PET/RM de pacientes de câncer pediátrico. A parte mais crítica do protocolo é tempo-eficiente planejamento e prescrição do PET-lajes e sequências MRI com os parâmetros corretos e na ordem correta consecutivo antes de iniciar o todo o organismo digitalizar. Isto permite a aquisição contínua de todo o corpo. Digitalização eficiente é especialmente importante no cenário pediátrico, onde pacientes unsedated podem facilmente ...

Materiais

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