Всего тела PET/МРТ педиатрических больных: детали, которые важны

Резюме

Эта статья предусматривает всеобъемлющую пошаговые инструкции для приобретения всего тела 2-deoxy - 2 - (¹⁸F) фтор D-глюкоза (¹⁸F-ФДГ) ПЭТ/МРТ сканирование стадирования рака педиатрических больных. Протокол был разработан для детей старше 6 лет, или старый достаточно соблюдать инструкции по задержке дыхания, но может использоваться для общей анестезии пациентов, а также.

Аннотация

Интегрированный PET/МРТ является гибридом изображений техника позволяет врачам для получения диагностических изображений опухоли оценки и лечения мониторинг с обеих контраст высоких мягких тканей и добавил метаболической информации. Интегрированный PET/МРТ показал свою ценность в клинических условиях и имеет множество перспективных будущих приложений. Протокол, представленная здесь будет предоставлять пошаговые инструкции для приобретения всего тела 2-deoxy - 2 - (¹⁸F) фтор D-глюкоза (¹⁸F-ФДГ) ПЭТ/МРТ данных детей с онкологическими заболеваниями. Он также предоставляет инструкции о том, как объединить всего тела промежуточной проверки с местной опухоли сканирования для оценки первичной опухоли. В центре внимания настоящего Протокола является всеобъемлющим и эффективным время, которые являются два повсеместно потребности для клинического применения. Этот протокол был первоначально разработан для детей старше 6 лет, или старый достаточно соблюдать инструкции по задержке дыхания, но может также применяться для пациентов под общим наркозом. Аналогичным образом этот протокол может быть изменен с учетом институциональных предпочтения для оценки местных опухоли, так и сканирование всего тела с точки зрения выбора МРТ импульсных последовательностей.

Введение

Интегрированный позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) / магнитно-резонансной томографии (МРТ) позволяет стадировании рака и лечения мониторинг с высокой чувствительностью, высокой мягких тканей контраст и добавил метаболической информации^{1,2, 3 , 4}. у взрослых пациентов, PET/МРТ выполняется одинаково хорошо как PET/CT для постановки установленных рака^5,6,7. В будущем, жидкие биопсий скорее всего приведет к ранее обнаружение рака развития (например, через transcriptomes и циркулирующей ДНК) и требуют более чувствительных изображений тестов, чем в настоящее время доступны для нахождения маленьких опухолей в организме⁸ . Это может положить животное/МРТ в главенствующее положение для оценки всего тела и выявления рака в анатомических областей, которые классически были оценены с МРТ только, как мозг, шеи, живота/малого таза и опорно-двигательной системы.

Для педиатрических больных, PET/МРТ имеет ряд преимуществ над PET/CT: во-первых, PET/МРТ обеспечивает заметно снижение облучения пациента до 74%⁴. Это может быть достигнуто с помощью ионизирующего излучения свободных МРТ вместо Колтюбинговым технологиям для анатомических совместного регистрации данных ПЭТ. Кроме того повышенная чувствительность современной PET детектор систем⁹ и более PET приобретение данных во время МРТ позволяет значительное снижение доз управляемых радиоиндикаторных на 30-50% по сравнению с текущей PET/CT протоколы⁴. Во-вторых возможность комбинирования промежуточная проверка первичной опухоли и всего тела экономит время и позволяет избежать повторяющихся успокоительные препараты для некоторых пациентов, таких больных с сарком мягких тканей и костей. Однако «одной остановки», промежуточная проверка возможна только клинически если все данные ПЭТ/МРТ (местной опухоли и всего тела) могут быть приобретены в эффективной и обилие данных результирующего изображения представлены в формате легко digestible к радиолог. Протокол, представленная здесь будет предоставлять пошаговые инструкции для приобретения PET/МРТ данных, которые могут быть использованы для клинических постановка онкобольных детей, с уделением особого внимания конкретным потребностям детского населения.

протокол

Все представленные здесь методы были созданы под исследование, который был одобрен Советом институциональный обзор Стэнфордского университета. «От ярлык» использование ferumoxytol была проведена по инициативе следователя исследуемого новых наркотиков приложения (IND 111,154).

1. 24 ч до PET/МРТ сканирование: скрининг безопасности пациентов

1. Экран пациента для потенциальных опасностей магнитного поля, с использованием вопросника безопасность МРТ. Если планируется отправление внутривенных МРТ контрастного вещества, проверьте противопоказаний, таких как история аллергии и функции почек, среди прочих.
2. Информировать пациента о цели, процедуры, риски и выгоды до сканирования.
3. Вес пациента для расчета дозы агент радиоиндикаторных и контраст.
4. Попросите пациента быстро для по крайней мере 4 часа до сканирования.

2. 1-2 ч до PET/МРТ сканирование: подготовка пациента

1. Попросите пациента, чтобы удалить все металлические объекты и изменения в платье. Если есть любые имплантированных металлических объектов, убедитесь, что они являются безопасными для МРТ сканирование. Используйте детектор металла, при необходимости. Не выполняйте PET/МРТ, если есть опасения за безопасность пациентов.
2. Поместите внутривенные линии в периферическую вену поверхностные или доступ к порт катетера.
3. Разбавить ferumoxytol (5 мг Fe/кг массы тела) 1:4 в солевой раствор и вдохнуть медленно над по крайней мере 15 мин согласно FDA протоколы¹⁰.
   Примечание: Ferumoxytol может использоваться «от ярлык» как контраст агента через следователя инициативе IND, потому что он обеспечивает длительное сосудов и тканей повышение в течение всего сканирования. Кроме того циклические гадолиний хелат может проводиться непосредственно перед началом PET/МРТ. Для больных с поражениями печени динатрия gadoxetate могут быть выбраны.
4. Проверьте, что с глюкометр уровнях глюкозы в крови пациента. Если уровень глюкозы в крови пациента выше 200 мг/дл, рассмотреть возможность повторного планирования PET/МРТ.
5. 45 мин до PET/МРТ, управлять 2-deoxy - 2 - (¹⁸F) фтор D-глюкоза (¹⁸F-ФДГ) в дозе 2 MBq/кг веса тела в 1 мл физиологического раствора через внутривенные линии.

3. ПЭТ/MR захвата изображений

Примечание: Для этого протокола, мы использовали 3.0 Tesla GE Синья, интегрированная система PET/МРТ в комплекте с программным обеспечением сканера MP24_R03.

1. Сохраните протокол для сканирования всего тела (Таблица 1) и местные опухоли сканирования (Таблица 2) сканера, так что они могут быть легко извлечены без потери много времени для поиска последовательностей или настроить протоколы.
2. Для пациентов с лимфомой назначают всего тела только сканирование, простирающейся от головы до ног или простирается от головы до уровня середины бедра, согласно запросу клинического онколога. Для всех других пациентов предусматривают проверку всего тела с головы до ног следуют проверку отдельной местной опухоли.
   1. Если опухоль уже надлежащим образом сосредоточена в одном из всего тела PET плит, назначают и запустить выделенный МРТ последовательности во время сканирования всего тела для того, чтобы сэкономить время; например, брюшной опухоли могут быть отсканированы с катушкой всего тела.
3. Чтобы включить простой поиск и обзор данных PET/МРТ рентгенолога, сохраните «диагностические» изображения под одной присоединения номер. Позднее (см. шаг 4.3.5) Сохраните исходные изображения под вторым номером присоединения в системе PACS.
4. Использование же локализаторы всей проверки и убедитесь, что пациент не перемещается в течение сканирования. Это позволяет совместно регистрации приобретенного PET и МРТ данных позднее.
5. Предписать необходимого последовательности МРТ в пределах каждой плиты PET. Комплексная система PET/МРТ затем позволяет одновременное приобретение Питомцев и данные МРТ.
6. Попросите пациента к void непосредственно перед входом в комнату сканера.
7. Всего тела PET/МРТ
   1. Положение пациента в таблице PET/МРТ в лежачем положении. Если пациент не может заложить лежачем, сканировать лежачем головы и всего тела в положении лежа. Для пациентов, очень высокий приобрести голени на втором этапе. Для пациентов с костью или саркомы мягких тканей убедитесь, что для покрытия всей пораженной кости от совместных совместных (например, весь бедра от бедра до коленного сустава).
   2. Закройте дыхание пояса вокруг пациента. Затем положение головы катушки и 2-3 поверхности катушки на шее, груди, живота, таза и конечностей пациента.
   3. Приобрести локализаторы всего тела в трех плоскостях; осевые, корональных и сагиттальной (Таблица 1) с использованием протокола универсальный локализатора. Выберите количество станций согласно больного высоты. Сканирование направление может быть либо с головы на ноги или ног на голову.
   4. Предписать весь протокол перед началом сканирования всего тела. Упростить этот процесс и использовать предварительно сохраненный протокол, таким образом, чтобы дети не терять терпение.
   5. Назначают осевой PET плит во-первых, используя максимальное осевое поле зрения, (ПЗ, обычно 25 см) и сбора данных 3 мин. В зависимости от размера пациента 4-5 плит будет охватывать головы до середины бедра, и 9-10 плит будет охватывать все тело.
   6. В программное обеспечение сканера, включить две отдельные реконструкции для PET данных: один не затухание исправлены PET (NAC) и один МРТ затухания исправлены ПЭТ (MAC). Используйте размер матрицы 192 x 192. Используйте 28 подмножества с 2 итераций. ПЭТ/МРТ программное обеспечение позволяет для учета коррекции затухания для пациента, больного колыбели и посвященных МРТ катушек с помощью последовательности, описанные в разделе 3.7.7 ниже.
   7. Заполните каждую плиту PET с разрешением приобретение печени с sequencefor объем приобретения (лавы) ослабление коррекции (мрак) и более высокое разрешение лавы последовательности для анатомических совместного регистрации ¹⁸F-ФДГ-ПЭТ данных. Диффузия-взвешенный изображения (DWI) могут быть добавлены как считается соответствующим (Таблица 1).
   8. В меню задач выберите PET задачи, нажмите Добавить задачу, нажмите кнопку Добавить постобработку, выбрать Мрак Autobind (пользователь) и нажмите кнопку настройки , которая принесет вверх дополнительное меню. Выберите все подряд мрак воды для PET плит и нажмите кнопку принять. Это позволит программное обеспечение для автоматического слияния мрак.
   9. Применять аналогичные шаги, чтобы объединить DWI. В этом случае выберите первый PET плиты и нажмите на DWI последовательности. Затем нажмите кнопку Добавить задачу и выполните те же дополнительные действия как 3.7.8.
   10. Добавьте выделенный T2-последовательности для оценки легких и средостения (Таблица 1).
8. Местные PET/МРТ
   1. Поместите соответствующие катушка первичной опухоли. Для конечностей опухоли flex катушки могут быть использованы.

Для опухолей костей, убедитесь, что для покрытия смежных сустава (например, для остеосаркомы бедренной кости дистального метафиза, включают дистального эпифиза бедренной и коленного сустава). Для первичной опухоли шеи, грудной клетки, брюшной полости и таза, размещение катушки для местных опухоли и постановка всего тела может быть сделано за один раз (см. шаг 3.7.2). Отдельные материалы/оборудование список обзор PET-совместимых МРТ катушек доступны на сканере.

4. обработки данных

Примечание: Для получения Объединенного PET/МРТ сканирование всего тела, следующие четыре шага должно быть сделано: 1) реконструировать данные изображения животных, 2) слияние отдельных приобретений данных МРТ в один образ тома, 3) совместно зарегистрировать животное к данным МРТ и 4) генерировать ПЭТ всего тела Максимальная интенсивность проекции (ПМС). Программное обеспечение сканера значительно упрощает эти действия.

1. Объединение отдельных данных МРТ
   1. Выберите все индивидуальные наборы данных МРТ определенной последовательности, например,лавы от 1 до 9 и нажмите Autobind кнопку. Программное обеспечение затем создает объединенный набор данных МРТ. Сохраните объединенный набор данных МРТ. Программное обеспечение автоматически имена набора данных и добавляет его к списку серии.
2. Ко-регистрация данных ПЭТ и МРТ
   1. Чтобы совместно зарегистрировать ПЭТ данных слияния MAC и Лава данных слияния, выберите каждый набор данных, который должен быть совместно зарегистрированными и нажмите на ImageQC кнопку. Программное обеспечение затем показывает отдельные наборы данных co незарегистрированные и наборе совместно зарегистрированных данных в двух плоскостях в шести отдельных окнах.
   2. Выберите данные МРТ и уровень окна надлежащим образом, поскольку это не может корректироваться после совместного зарегистрированных сканирования завершен и сохранения.
   3. Аналогичным образом выберите совместно зарегистрированных набор данных PET/МРТ и PET данных на уровне окна. Это также можно регулировать непрозрачность, масштаб и положение совместно зарегистрированные данные перед сохранением.
   4. Выберите соответствующий фрагмент ориентацию для совместного зарегистрированных набора данных, то есть, осевой или коронковой.
   5. Наконец сохраните скорректированного совместного зарегистрированных набор данных PET/МРТ:
      1. Выбор пакета в меню фильма/сохранить. Выберите цикл и прокрутки вплоть до наиболее черепных фрагмента и нажмите кнопку Задать начало, затем прокрутите вниз до самых хвостовой срез и нажмите Задать конец.
      2. В поле Описание Выберите имя соответствующего файла. Использование последовательной и легко запоминающееся имя для всех исследований, так что врач и врач может легко найти определенный набор данных (например, ПЭТ-Лава всего тела).
      3. Нажмите кнопку Предварительный просмотр и пусть сканирования прокрутки с головы до ног во время проверки, что конечный результат является приемлемым с точки зрения уровня точности и окна сплавливания. Закрыть окно предварительного просмотра, а затем выберите OK , чтобы начать оказание PET/МРТ. Процесс визуализации может сопровождаться наблюдая полосе прокрутки индекс изображения.
   6. Выполните те же шаги для совместного регистрации MAC ПЭТ данных и выделенной последовательности T2 МРТ для оценки легких. Поскольку ПЗ PET-данных выходит за пределы МРТ, установите начало и конец сканирования, чтобы включить только часть совместно зарегистрированных.
      Примечание: Местные PET/МРТ может быть совместно зарегистрированными после те же шаги.
3. Генерировать PET всего тела MIP обзор
   1. Чтобы создать проекцию тела максимальная интенсивность PET (МИП), выберите MAC PET и любого набора данных МРТ и нажмите кнопку ImageQC .
   2. Дважды щелкните на окне PET только с данными и наведите курсор в левом верхнем углу, чтобы выбрать Тип представления, а затем выберите VR. Это создаст 3D-реконструкции PET данных. Опять же наведите указатель мыши в левом верхнем углу, чтобы выбрать режим отображения и выберите HD MIP наконец создать MIP обзор PET всего тела.
   3. Для сохранения ПМС обзор выбрать пакет в меню Сохранить фильм и выберите повернуть. Отрегулируйте количество изображений до 60. В поле Описание выберите соответствующее имя файла. Нажмите кнопку Просмотр и проверьте, что конечный результат является приемлемым. Закрыть окно предварительного просмотра, а затем выберите OK , чтобы начать оказание MIP обзор. Убедитесь, что рендеринг полностью, прежде чем вы выходите.
   4. Отправить наборы данных диагностических изображений учреждениям картина архивирования и системы коммуникации (ПГС), выбрав соответствующие серии и нажмите на нужной сети в меню назначения.
   5. Чтобы сохранить исходные изображения под номером различных присоединения, нажмите кнопку Редактировать пациента и измените номер присоединения. Затем повторите процедуру отправки.

5. анализ и измерения внедорожник изображений

1. Загрузите совместно зарегистрированные данные ПЭТ/МРТ в FDA утвержденных медицинских изображений просмотра, чтобы читать и анализировать сканирования. Коммерческих ПЭТ/МРТ зрителей позволяют для измерения из максимальная стандартизированных поглощение значения (Внедорожник) в 3D.
   Примечание: Для этого конкретного протокола, мы использовали МИМ версии 6.6.
2. Выбор статистики вычислить внедорожник из панели инструментов. Положение области интереса (ROI) вокруг ткани, экспонируется патологических ¹⁸F-ФДГ поглощения на совместном зарегистрированных PET/МРТ. ROI диаметр может быть расширен путем проведения и перетащив с правой кнопкой мыши. Программное обеспечение будет определить среднее значение и максимальное значение внедорожник. Для пациентов с лимфомой Измерьте печень и средостения крови бассейн как стандарт ведения. Следовать за учреждение конкретные руководящие принципы для отчетности внедорожник измерений.

Результаты

Мы демонстрируем набор данных комплексного всего тела (головы до пят) МРТ, ПЭТ и расплавленный ПЭТ/MR изображений, соответственно, соответственно, 10-летнего мальчика с статус должности резекция недифференцированные саркома 12-го ребра, который представил с легочной и сердца мет?...

Обсуждение

Мы показали, шаг за шагом протокол для PET/МРТ исследования рака у детей больных. Наиболее важной частью протокола оперативного планирования и назначения ПЭТ плиты и МРТ последовательности с правильными параметрами и в правильном последовательном порядке до начала вс?...

Материалы

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