文摘
介绍。标准神经成像协议脑瘤有著名的局限性。额外的形式的临床使用,包括氨基酸宠物(aaPET)和先进的核磁共振(阿姆里)技术(包括醉酒驾车、预警指示器和夫人)是新兴的需要更精确的检测脑部肿瘤。在这个系统回顾过去的2年的文学,我们讨论最近的研究直接比较或结合aaPET和阿姆里大脑肿瘤成像。方法。PubMed搜索是对人类进行研究将aaPET和阿姆里,2018年7月至2020年8月出版。结果。共有22个研究在研究期间被发现。aaPET与酒后驾驶的最近的研究显示的优越性,场效应晶体管,FDOPA,和AMT宠物肿瘤检测,预测复发,诊断过程,并预测生存。结合模式进一步改善性能。比较aaPET对空间相关性的预警指示器显示不同的结果。然而,模式都能够发现高档肿瘤,鉴别肿瘤复发,区分复发和治疗效果,并预测生存。比预警指示器aaPET表现要好于这些措施,但结合时,他们最强的结果。aaPET与夫人的研究表明,两种模式诊断的潜力,但见过宠物和FDOPA宠物执行比太太夫人遭受一些数据质量问题,在两项研究中,分析有限,在一项研究中,结合模式,整体性能下降。四个最近的研究相比aaPET与新兴核磁共振方法(如c成像、指纹先生和SISTINA),但最初的结果仍然是不确定的。结论。aaPET阿姆里成像技术在最近的研究中表现出来。醉酒驾车和预警指示器添加有意义的补充数据,结合aaPET大多数研究阿姆里取得最好的结果。
1。介绍
检测脑部肿瘤的标准治疗神经影像形态对比增强磁共振成像(CE-MRI),这是一个关键组成部分的临床管理策略,从诊断、预后和治疗反应评估(1]。然而,标准MRI有一些重要的临床局限性[2]。它不能依靠明确的诊断或肿瘤分级;因此,病理仍是诊断指标。常规MRI效用有限预测预后或结果,它限制了与肿瘤基因档案数据的相关性,这是越来越多的肿瘤中心预测(3]。同样,标准的应用核磁共振响应评估和治疗监测是有限的,因为它不能区分治疗效果(包括辐射坏死)和肿瘤进展和高精度。考虑到这些限制,显然是一个需要更复杂的高级神经成像模式,可以增加的差距和解决现有标准成像。先进的神经成像模式的临床使用新兴回应这需要包括氨基酸正电子发射断层扫描(aaPET)和先进的核磁共振(阿姆里)。尤其是在混合PET / MRI成像系统获得更多的临床设置(4),机会使用这两个重要的形式在相同的考试可能会促进深刻的进步neurooncologic成像功能。
宠物是一种非侵入性成像模式,包括政府的放射性示踪(正电子)和随后的光子检测PET扫描仪量化放射性物质积累的组织。这取决于组织示踪剂或其代谢产物积累,PET扫描将揭示一个微分的放射性物质。aaPET示踪剂提供有关组织的信息,根据特定的氨基酸分子的运输和代谢。aaPET成像一直是支持由神经肿瘤学学会举办响应评估工作组和欧洲神经肿瘤学学会举办协会诊断和分级肿瘤,切除或辐射的描述范围规划、监测治疗和诊断进展在大脑神经胶质瘤和某些转移性肿瘤(5- - - - - -7]。的主要放射性示踪剂在neurooncology aaPET包括L -(甲基)11C-methionine(遇到),18F-fluoroethyl-tyrosine(场效应晶体管),18F-fluoro-L-dihydroxy-phenylalanine (FDOPA)11C-alpha-methyl-L-tryptophan (AMT)。见面是第一个aaPET放射性示踪剂开发和广泛使用8];然而,20分钟carbon-11同位素的半衰期限制了其广泛的临床效用。场效应晶体管研制了基于酪氨酸从血液运输到肿瘤组织,和使用氟18 110分钟半衰期在示踪剂使场效应晶体管更适合用于常规临床分布(9,10]。场效应晶体管被广泛采用和批准用于临床neurooncology在几个欧洲国家。FDOPA是成像示踪最初开发的基底神经节11,12多巴胺合成),措施,但最近采用neurooncologic成像,它利用同样的l型氨基酸转运系统其他aaPET示踪剂(13]。AMT最初开发成像合成5 -羟色胺(14),后来采用成像癫痫组织(15和中枢神经系统肿瘤16,17]。AMT宠物的一个独特的方面是其潜力形象的活动免疫抑制犬尿氨酸通路(13,18]。还有其他aaPET放射性示踪剂在发展和调查,但我们将限制在目前的审查范围这四个主要路径同时关注最近的发展。
阿姆里主要临床neurooncology成像diffusion-weighted成像技术(驾车),perfusion-weighted成像(预警指示器)和核磁共振光谱(夫人)。醉酒驾车造成组织对比反映随机,微观平移运动在体内的水分子。扩散系数是衡量表观扩散系数(ADC)。在肿瘤,自由水分子的扩散系数可以受高细胞密度和/或高nuclear-to-cytoplasmic比;因此,减少扩散系数是一个代理标记增加肿瘤细胞结构(19]。酒后驾车可以提高检测、肿瘤的生物学特征和监测治疗反应;也被调查肿瘤分级(20.]。预警指示器用于无创测量脑灌注,通过血流动力学测量脑血容量、血流量、平均运输时间(21]。动态敏感性对比的预警指示器技术(DSC)和动脉自旋标记(ASL)操作相似的物理原则,与标记血液导致瞬态,局部变化的松弛率取决于先生灌注属性。然而,DSC使用一个外生对比材料和美国手语使用动脉水作为内源性示踪剂。预警指示器被主要用于中风评估还发现了一个有用的临床应用识别和分级脑瘤(22),例如脑血容量评估肿瘤的neovascularity地图,这可能与年级和恶性肿瘤组织学(21]。夫人是用来创建一个核磁共振光谱化学内容的组织,它允许非侵入性评估肿瘤的分子组成的23]。夫人可能因此被使用与标准改善脑部肿瘤MRI诊断的准确性和治疗评估变化(23]。夫人,有一个特定的分子签名(频谱)相关的交互与每个分子独特的磁场分布的电子和原子核之间的相互作用。相关的地区范围内的峰值(但不是直接测量)浓度。这允许非侵入性评估肿瘤的分子组成,包括几个重要的代谢产物。随着肿瘤等级增加,代谢产物N-acetylaspartate和肌酸减少,代谢产物胆碱,脂质,和乳酸增加,导致改变峰值区域之间的比率(24]。
作为这两个独特的先进的非侵入性神经成像模式演变近年来,已经被越来越多的兴趣更好的描述每个形态的独特优势,阿姆里和aaPET技术比较,以及他们如何使用互补的方式来阐明脑瘤的形象更加完整的理解。罗曼最近的评论文章等。25),重点研究在2018年之前完成,建立了依据neurooncologic上下文理解这些成像模式。四夫人与aaPET结合起来的研究,有了宠物(26)和三个和场效应晶体管的宠物(27- - - - - -29日),诊断精度高的个人和报道模式相结合,但由于空间一致不一致(25]。在13个比较研究与aaPET预警指示器,七场效应晶体管的宠物使用DSC预警指示器(30.- - - - - -36),四个使用宠物会见了DSC预警指示器(26,37- - - - - -39),一个与DSC预警指示器(FDOPA宠物使用40),一个与美国手语(FDOPA宠物使用41]。总体而言,aaPET优于预警指示器诊断复发性神经胶质瘤,预警指示器并没有准确反映神经胶质瘤的程度,虽然有一些研究使用不同方法之间的差异模式导致空间是否一致的图像。醉酒驾车的七个研究结合aaPET,两个FDOPA宠物(42,43),三个和见过的宠物(44- - - - - -46),和两个场效应晶体管宠物(36,47),显示不同的结果。总的来说,有矛盾的结果是否aaPET吸收与醉酒驾车扩散系数是相等的,但aaPET总体上估计肿瘤细胞密度和区分肿瘤恶化的治疗相关的变化。罗曼和他的同事们(25)指出,aaPET受益于强劲interinstitution可靠性,而阿姆里受到相当大的标准化问题。他们得出的结论是,冲突的结果的研究综述表明,aaPET和阿姆里编码不同的生物学性质,并进一步研究是必要的,尤其是在与神经病理学,了解这些模式可以集体杠杆。值得注意的是,他们的审查不包括第四大aaPET示踪剂,AMT,测试各种neurooncology应用在过去的十年。
总的来说,有重大变化的发表结果aaPET和阿姆里比较,并进一步调查这些组合模式是十分必要的。在目前的审查中,我们总结的研究进展为aaPET和阿姆里neurooncology成像,而专注于报道发表在过去的2年。具体地说,这个系统只考虑这些研究直接比较和/或组合这些模式(aaPET和阿姆里)。我们包括最近的数据主要aaPET示踪剂和阿姆里序列,以及一些新兴的MRI序列不包括在先前的评论文章。
2。方法
本文包括原始的临床研究直接比较aaPET和阿姆里或组合的研究aaPET阿姆里,在neurooncology应用程序中,2018年7月至2020年8月出版。PubMed数据库是通过两种机制来识别搜索这样的出版物(图1)。本研究选择时间段重叠与几个月前审查,确认的出版物和PubMed索引之间的延迟。
第一搜索是在2020年5月底完成,涵盖了2014年1月- 2020年5月,使用搜索词“氨基酸宠物大脑。“共有676条记录最初确定使用这些搜索词。这些记录被筛查相关原始研究出版物aaPET与阿姆里的直接比较,或组合的研究aaPET阿姆里,在neurooncology,包括回顾性和前瞻性临床研究,但不包括案例报告,审查论文,系统评价和荟萃分析。这产生了15研究期间发表的2018年7月- 2020年5月。
第二次搜索完成后在2020年9月,覆盖了2018年7月- 2020年8月,使用搜索条件从罗曼et al。25]:((胶质母细胞瘤)或(脑瘤)或(高档神经胶质瘤))和((正电子发射断层扫描)或(PET)或(PET)氨基酸)和((核磁共振成像)或(核磁共振光谱学)或(perfusion-weighted成像)或(diffusion-weighted成像)或(化学交换饱和转移)或(MRI)或(高级MRI)或(夫人)或(预警指示器)或(驾车)或(c)或(混合PET /先生))。这产生了总共525条记录,然后筛选相关原始研究出版物aaPET与阿姆里的直接比较,或组合的研究aaPET阿姆里,在neurooncology,包括回顾性和前瞻性临床研究,但不包括案例报告,审查论文,系统评价,荟萃分析,论文确定了通过第一个搜索过程。这产生了额外的7研究中,共有22个研究,包括在最终的审核(见研究选择流程图如图1和关键细节研究总结表1- - - - - -4)。由一位作者独立进行数据收集和提取(BS)与其他作者的监督。数据变量包括收集,研究位置、数量的病人,aaPET示踪(s)研究,阿姆里技术(s)研究,肿瘤类型和主要研究结果。定性数据进行了分析和总结。值得注意的是,结合PET和MRI扫描不上同时获得混合PET / MRI被认为是异步执行。
3所示。结果
3.1。氨基酸的宠物和Diffusion-Weighted先生成像(表1)
3.1.1。宠物会见了醉酒驾车
宠物比较会见了酒后驾驶124年最近的一项研究,神经胶质瘤患者(48]。异步扫描进行手术前77年47高档和低档神经胶质瘤并与参考标准组织病理学诊断的准确性。酒后驾驶有敏感性80.9%,特异性59.7%,准确性(AUC)的鉴别高——从低档神经胶质瘤的70.3%,和满足宠物敏感性95.7%,特异性41.6%,准确性68.7%。组合模式,作者发现,DWI-negative神经胶质瘤,遇到宠物展示更高的吸收IDH-1/2wt神经胶质瘤。此外,两种成像模式是无进展生存的重要预测因子。总的来说,遇到宠物被发现比驾车更敏感的检测高级神经胶质瘤的视觉分析,尽管这些形式达到类似的准确性。值得注意的是,在患者负醉酒驾车,遇到宠物变得更加相关的角色,或许是由于肿瘤细胞密度的变化与改变水分布。虽然不包括ADC地图,这多峰性表征的神经胶质瘤建立在先前的文献,发现了宠物比驾车更健壮(25),可能反映出这一事实模式编码不同的生物学性质。
3.1.2。场效应晶体管的宠物与醉酒驾车
场效应晶体管的宠物和酒后驾驶模式研究了联合神经胶质瘤和胶质母细胞瘤(GBM)患者在最近的一些直接比较报告。41复发性本在一项研究中,Popp来说等人肿瘤体积和本地化之间的对比度增强t1加权磁共振成像相比,场效应晶体管的宠物,和酒后驾车,异步扫描(47]。肿瘤体积源自postcontrast t1加权磁共振成像和场效应晶体管的宠物更好的重叠与复发后再辐射比醉酒驾车。从场效应晶体管宠物肿瘤体积比,从t1加权磁共振成像,这是比酒后驾车( )(图2)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
醉酒驾车还演示了比重叠区域不重叠的区域,与t1加权磁共振成像和场效应晶体管的宠物( ),,包括醉酒驾车体积会增加肿瘤体积(48.5%47]。这突出了这些成像方法的互补性,捕捉不同的肿瘤生物学特性,本研究虽然没有关联成像结果与组织病理学组织分析。
16场效应晶体管相比本研究的另一个小型研究宠物和醉酒驾车在同一天进行,预测肿瘤复发(49]。场效应晶体管吸收是唯一的参数,可以区分复发肿瘤体积在所有组织类型(灰质,白质充当,和nonenhancing病变)。其他参数显示肿瘤歧视,但其影响是tissue-dependent。结合所有的宠物(场效应晶体管和18F-fluoro-deoxy-glucose [FDG])和核磁共振(醉酒驾车和预警指示器)参数一起取得了AUC白质的0.73,0.78在灰质,0.68充当病变,nonenhancing病变,0.72和0.77。他们得出结论,结合参数可以提供针对病人的复发的概率的地图,和场效应晶体管的宠物总体预测价值最高。
与疑似48高档神经胶质瘤的研究进展,沃纳等人将场效应晶体管的宠物与醉酒驾车的分化治疗相关的变化从肿瘤恶化50]。醉酒驾车和场效应晶体管的宠物同时获得11个患者和37例,异步和诊断证实了通过神经病理学(79%)或clinicoradiologically (21%)。场效应晶体管的宠物进行精度(83%)比驾车(精度69%)(图3),结合时,静态场效应晶体管宠物+醉酒驾车有89%的准确性,而动态的场效应晶体管宠物+醉酒驾车的准确性最高93%。他们还注意到,场效应晶体管宠物参数是生存时间的重要预测因子,而驾车没有。总的来说,作者得出结论:场效应晶体管的宠物应该优先于醉酒驾车区分肿瘤恶化形成treatment-induced组织变化(50]。
同样,Lohmeier等人研究了场效应晶体管的比较能力的宠物和醉酒驾车区分胶质瘤复发和治疗相关的42神经胶质瘤患者的影响(51]。同时使用PET / MRI收购,他们发现模式都有可靠的诊断性能:场效应晶体管的宠物(AUC 0.81,敏感性81%,特异性60%)和醉酒驾车(AUC 0.82,敏感性62%,特异性100%)。他们的结合性能biparametric方法诊断精度最高(0.90 AUC,敏感性97%,特异性60%),尽管没有统计上的显著差异的诊断能力。结合模式的好处是特别重要的场效应晶体管tumor-to-brain比率最大的宠物参数接近阈值,在这种情况下,除了醉酒驾车的参数ADC-mean有效改善临床检测。
在韦伯格et al ., 20新诊断神经胶质瘤进行扫描和场效应晶体管的宠物和醉酒驾车异步治疗之前52]。他们比较每个成像来检测肿瘤的能力比神经病理学证实。nonenhancing神经胶质瘤,醉酒驾车t1加权磁共振成像产生最好的肿瘤检测(AUC 0.90)和预测精度最高(88%)。场效应晶体管的宠物是不包括在最优组合nonenhancing神经胶质瘤诊断准确性实际上已经低于标准fluid-attenuated反转恢复(天赋)核磁共振。进一步亚型分析发现最高的高档IDH-wild类型诊断的准确性(IDH-wt) FET-positive神经胶质瘤是使用醉酒驾车与场效应晶体管的宠物(AUC 0.89)相结合,对于FET-negative神经胶质瘤,醉酒驾车参数诊断准确性最高(AUC 1.00)。他们的结论是,增强神经胶质瘤渗透是最好的检测到醉酒驾车和场效应晶体管的宠物,和重要的是,尽管场效应晶体管的宠物是最优成像组合的一部分对于大多数脑瘤,它不是nonenhancing神经胶质瘤。这一发现是独一无二的场效应晶体管中宠物与酒后驾驶的研究,在很大程度上支持场效应晶体管宠物优越成像模式,因为nonenhancing神经胶质瘤,驾车表现更好。
3.1.3。FDOPA宠物与醉酒驾车
一项研究首次治疗神经胶质瘤,Tatekawa等人63患者酒后驾驶和FDOPA PET成像,在2个月内对方的53]。他们发现之间的负相关FDOPA宠物SUV和醉酒驾车ADC IDH-wt神经胶质瘤,无论是在voxel-wise ( )和patient-wise ( )分析。有一个负相关IDH-mutant-1p / 19 q-non-codeleted (IDHm-non-codel)神经胶质瘤,voxel-wise ( )和patient-wise ( )分析。在IDH-mutant-codeleted (IDHm-codel)神经胶质瘤,只在voxel-wise正相关分析( )。的价值在IDH voxel-wise分析更高m-codel比IDH-wt或IDHm-non-codel( ),但它不是patient-wise分析分子组之间明显不同。在接收机操作曲线(ROC)分析,IDHm-codel从IDH-wt分化和IDH吗m-non-codel的AUC 0.80(敏感性63%,特异性92%)。神经胶质瘤IDH-wt Cox多变量分析,有显著voxel-wise协会( , )。log-rank IDH-wt神经胶质瘤的测试,有一个显著的差异在总体存活率IDH-wt voxel-wise神经胶质瘤是分层的较低的价值,生存价值与更糟的是(53]。
Piccardo等人扫描22儿科扩散中线神经胶质瘤(dmg)与异步多通道成像方法54]。他们表现出很强的相关性之间FDOPA tumor-to-striatum吸收比和醉酒驾车相对最低ADC ( )。这两个参数可以成功区分低收入和高档dmg ( ):FDOPA宠物tumor-to-striatum比率提供了AUC 0.94(敏感性83%,特异性60%),FDOPA宠物tumor-to-brain比给AUC 0.82(敏感性91%,特异性80%),而醉酒驾车相对最低ADC了AUC 0.81(敏感性83%,特异性70%)。然而,唯一参数显著区分H3K27M-mutant和野生型dmg独立的组织学FDOPA吸收比率( )。酒后驾车没有达到意义区分H3K27M-mutant状态( )(54]。
3.1.4。AMT宠物与醉酒驾车
AMT宠物与醉酒驾车的比较研究,由约翰·et al .,扫描30新诊断本,平均3天之间醉酒驾车MRI和AMT PET扫描17]。他们发现了AMT标准摄入值之间强烈的负相关(suv)和DWI-derived ADC ( )(图4)。地区以外的对比度增强MRI上显示高AMT宠物吸收有关醉酒驾车ADC(较低 ),和这些地区tumor-infiltrated大脑的象征。在nonenhancing T2w /天赋hyperintense地区,也有相关性低AMT宠物吸收与ADC值高,这表明瘤旁vasogenic水肿。AMT宠物吸收与总生存期(HR 7.8, ),和高吸收比率也预测治疗后肿瘤进展的位置(17]。
(一)
(b)
本研究建立在之前的研究结合AMT宠物的同一组DWI-derived各向同性扩散光谱成像检测新陈代谢活跃神经胶质瘤高分化细胞结构和高的地区,与低级的神经胶质瘤准确虽然在一个小群( )(55]。
3.2。氨基酸的宠物和Perfusion-Weighted先生成像(表2)
3.2.1之上。宠物会见了预警指示器
遇到了PET成像与预警指示器MRI在几项研究在过去的两年。别府等人扫描24复发本研究异步使用见过宠物和美国手语灌注成像和4和8周治疗后启动(56]。遇到宠物肿瘤体积明显大于美国手语的基线,但治疗后没有发现显著差异。见过宠物和美国手语参数在各个时间点上均显著相关。每个形态表现出温和的无进展生存的预测能力:遇到宠物在基线,AUC 0.44 0.66在4周,8周和0.73;美国手语在基线,AUC 0.41 0.66 0.65在4周,8周。手语可以预测无进展生存,但最准确的预测是宠物,会见了敏感性76.9%,特异性81.8%在8周。作者得出的结论是,这些模式提供不同的信息;然而,他们没有研究这些成像技术相结合的性能(56]。18本研究的另一项研究中,帕拉等人见过宠物异步和预警指示器扫描获得的,在(MRI),手术后为了比较肿瘤体积和诊断准确性与组织病理学(57]。类似于别府et al .,他们发现总计切除之前,见过宠物产生了更大的肿瘤体积比预警指示器,差异,手术后消失了。见过宠物了敏感性GBM检测(95%)高于预警指示器(67%)。作者没有探索相结合的问题形式(57]。
比较了宠物DSC预警指示器的能力区分辐射损伤和肿瘤复发,乔等人扫描42高档异步神经胶质瘤(58]。所有参数都显示复发性肿瘤组织之间的显著差异和辐射损伤组织。0.847满足宠物产生了AUC,敏感性90.9%,特异性55.6%,而预警指示器了AUC 0.845,敏感性66.7%,特异性77.8%。结合成像模态参数导致最大的AUC, 0.953,敏感性84.8%,特异性100%(数据5和6)。他们得出结论,这些形式的组合产生了区分复发和辐射损伤的最佳诊断准确性中高档神经胶质瘤(58]。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
(c)
研究这些成像模式间胶质瘤,Roodakker等人见过宠物和预警指示器图像获得异步相比,与组织学地面真理,在四间胶质瘤(39]。遇到宠物吸收肿瘤细胞密度显著相关,但预警指示器不是与宠物或组织学会面。他们得出的结论是,遇到了宠物,但不是预警指示器,有一个值作为少突神经胶质瘤的肿瘤细胞密度指标。在一个非常小的研究中,这一结果与上面的“绿带运动”研究和可能表明一个重要的肿瘤类型差异,在预警指示器可能微不足道的价值少突神经胶质瘤特别是[39]。
3.2.2。场效应晶体管的宠物与预警指示器
进步也比较场效应晶体管制造宠物预警指示器在过去的两年里。Lundemann等人相比,场效应晶体管的宠物和预警指示器预测复发在16本49]。场效应晶体管吸收是唯一的参数,可以明显区分复发在所有的组织类型,而预警指示器参数tissue-dependent效应,在灰质,白质和nonenhancing病变。结合时,场效应晶体管宠物,醉酒驾车、预警指示器和FDG PET / MRI参数一起实现了AUC白质的0.73,0.78在灰质,0.68充当病变,nonenhancing病变,0.72和0.77。他们得出的结论是,场效应晶体管的宠物在GBM[复发的最强的预测价值49]。
场效应晶体管的宠物和预警指示器进行高级神经胶质瘤。Dissaux等人评估这些在30个病人异步模式,评估肿瘤体积描述标准相比,核磁共振(59]。使用扫描获得的平均6天,他们发现,场效应晶体管宠物肿瘤体积明显大于体积标准MRI ( )重叠量较低,而预警指示器体积明显小于标准MRI体积( )高的重叠量。他们得出的结论是,预警指示器参数与标准MRI高度相关,而场效应晶体管的宠物提供补充信息。这个分析是有限的,缺乏组织学确认和缺乏直接比较或组合分析与预警指示器(场效应晶体管的宠物59]。
韦伯格et al .,在多通道成像分析20新诊断神经胶质瘤,场效应晶体管宠物之前预警指示器获得异步处理相比,比较诊断的准确性(52]。IDH-mutant神经胶质瘤,场效应晶体管宠物结合DSC预警指示器AUC 0.82。他们没有报告这种成像组合其他肿瘤亚型。在另一项研究中46新诊断神经胶质瘤,肖恩et al。60]发现肿瘤体积较大的场效应晶体管的宠物比DSC预警指示器。对于识别细胞结构,场效应晶体管宠物参数表现最强的,而对于多血管,DSC预警指示器和场效应晶体管宠物表现良好。作者指出,在天赋hyperintense GBM地区,预警指示器参数显著的高于场效应晶体管PET-positive区域( )(60]。
类似于前面的文献,发现变化与预警指示器aaPET空间相关性的影响,这些新数据还显示不一致的结果。中高档神经胶质瘤,几乎没有重叠之间的体积成像模式,但在新诊断神经胶质瘤,高场效应晶体管宠物吸收区域增加了预警指示器参数。可能有肿瘤类型差异或预警指示器序列差异导致这些差异。
3.2.3。FDOPA宠物与预警指示器
在40神经胶质瘤的一项研究中,Fraioli等人FDOPA宠物患者和DSC扫描同步预警指示器,与肿瘤活检证实,评估这些模式来识别肿瘤特性的能力(61年]。预警指示器参数与肿瘤相关年级( )但不是FDOPA宠物参数。FDOPA宠物最大的SUV分析能够区分增强和nonenhancing肿瘤坏死和正常组织中的组件。0.94 FDOPA宠物和预警指示器分别实现了AUC区分肿瘤组织,结合时,他们取得了高AUC为0.99。
一项研究首次治疗神经胶质瘤,Tatekawa等人61预警指示器和FDOPA患者PET成像,在2个月内对方的53]。他们发现在IDH-wt神经胶质瘤之间的正相关FDOPA宠物SUV和预警指示器相对脑血流量(rCBV),无论是在voxel-wise ( )和patient-wise ( )分析。有一个在IDH正相关m-non-codel神经胶质瘤,voxel-wise ( )和patient-wise ( )分析。在IDH没有相关性m-codel神经胶质瘤。的价值在IDH voxel-wise分析显著降低m-codel比IDH-wt或IDHm-non-codel( ),但它不是patient-wise分析分子组之间明显不同。IDH ROC分析m-codel从IDH-wt分化和IDH吗m-non-codel的AUC 0.68(敏感性69%,特异性73%)。弱voxel-wise FDOPA SUV和rCBV ADC之间的相关性有显著联系IDHwt神经胶质瘤中更好的生存。作者解释说通过一个机制,神经胶质瘤与异构特性显示弱生理MRI /宠物之间的相关性,低效率的增长,有更好的预后。
3.2.4。AMT宠物与预警指示器
在第一个比较研究与预警指示器AMT的宠物,约翰等人扫描20本之间异步平均3天nonenhancing肿瘤区域的扫描来评估特征(62年]。AMT的宠物和预警指示器显示T2w /天赋hyperintense地区中等正相关( 和 ),这是更强的复发性肿瘤( 和 )比新诊断的“绿带运动”( 和 )。这演示了一个总体温和的AMT宠物之间的相关性和预警指示器在nonenhancing GBM地区,和一个空间不匹配AMT吸收和相对脑血容量(图往往是礼物7)。
非常低的肿瘤区域rCBV(低于0.79肿瘤/正常的比率),以预警指示器,显示总是低AMT吸收。AMT宠物能够检测新陈代谢活跃的肿瘤部分nonenhancing (T2w /天赋hyperintense)肿瘤区域如果rCBV值高于0.79阈值(62年]。
3.3。氨基酸的宠物和光谱学先生(表3)
3.3.1。宠物会见了夫人
最近的两项研究相比宠物会见Kudulaiti太太等人回顾了109年的扫描nonenhancing幕上的病变和见过的宠物和治疗之前,夫人和比较能力区分胶质瘤nonglioma病变(63年]。Cho / NAA指数(CNI)为每个体素被用作夫人参数。病理显示最常见的肿瘤类型星形细胞瘤(38.5%)、少突神经胶质瘤(16.5%),和未分化星形细胞瘤(16.5%)。夫人达成敏感性为60%,特异性为50%,而遇到宠物达到更高的敏感性为75.8%,特异性为50%,统计上的显著差异。宠物和夫人结合,敏感性上升至89.5%,显著提高,和特异性降至42.9%,这并不重要。
Kebir等人扫描19组织学证实神经胶质瘤和见过的宠物和夫人在一个标准化的成像,在治疗之前,和比较能力分类神经胶质瘤分子亚型(64年]。的光谱峰值乙酰天冬氨酸、胆碱和Cr被用作夫人参数。遇见宠物吸收是优越的识别IDH状态(AUC 0.67), tumor-to-brain吸收比高IDH-wt神经胶质瘤(3.61)比IDH-mutant神经胶质瘤(2.37)。夫人是优越的神经胶质瘤IDH-wt GBM的子群,IDH-wt II / III级神经胶质瘤,IDH-mutant II / III级神经胶质瘤有或没有1 p / 19问codeletion (AUC 0.68)。这些单独形式表现得更好,因为合并后的神经胶质瘤亚型分类模式产生了AUC 0.61和0.58 IDH分类地位。总之,这些研究表明,宠物和夫人单独会面,并一起潜力诊断诊断神经胶质瘤,和区分高档低档,但是他们对神经胶质瘤的分子亚型分类表现相对较差。这扩展了先前的文献,报道说,见过宠物和夫人举行高级神经胶质瘤复发诊断的诊断精度高。
3.3.2。场效应晶体管的宠物与夫人
夫人最近的比较数据和场效应晶体管的宠物收效甚微。有两个研究,结合场效应晶体管与夫人宠物;然而,一项研究试图3 d成像质量不足分析[夫人49),而其他的研究发现,成像测量夫人失踪从大量的活检样本的体素不包括大脑区域活检是源于(52]。因此,没有新的成功的场效应晶体管的宠物与夫人的进步,相反的审查罗曼et al。25),发现了几个报告支持这样的结论:场效应晶体管吸收与夫人指标显著相关,尽管他们空间不一致和代表的补充信息。可能因为最近的研究采取了多通道成像分析方法,相对较弱的或不完整的数据从夫人被排斥的关注其他更强的形式。未来研究特别关注整个大脑成像[夫人的效用65年),为更广泛采样能力,提供aaPET也许能够克服这种局限性。
3.3.3。FDOPA宠物与夫人
FDOPA宠物也被研究与夫人在最近的一次回顾性研究22儿科dmg [54]。在这个多通道成像研究中,作者相比,其中,FDOPA宠物使用扫描获得两周夫人相比,诊断潜在的形态组织学和分子分析。夫人参数使用choline-to-creatine峰面积比,choline-to-N-acetylaspartate峰面积比,和乳酸峰。FDOPA宠物和夫人参数都能够区分低级和高级DMG区分H3K27M-mutant和野生型DMG(图8)。
ROC分析FDOPA宠物比夫人,AUC 0.94与0.78相比,分别。FDOPA吸收是唯一的参数,可以从野生型歧视H3K27M-mutant DMG独立于组织学(AUC 0.91)。总的来说,FDOPA宠物更多的诊断小儿DMG,尽管他们没有试图结合模式提高诊断能力。因此,未来的研究工作可能是针对比较这些模式在不同肿瘤类型和探索改进诊断结合成像参数的可能性。
3.4。新兴阿姆里技术结合aaPET(表4)
有几个阿姆里新兴的成像技术针对需要改进的神经影像。这些技术不够成熟的或研究包括在上面的讨论中,但是我们包括他们在这里他们可能被证明是有价值的,随着越来越多的数据发布。我们在这里总结这些新兴阿姆里技术足够发达,这样比较阿姆里neurooncology aaPET研究已经出版。这些技术包括化学交换饱和转移(c)成像,指纹先生,同时单个量子,triple-quantum-filtered成像的23Na (SISTINA)。
c是一种新的磁共振成像技术中化合物含有质子交换选择性饱和,然后在水中检测到的信号。因此,c成像捕捉磁化传递从移动的化合物,而不是固定的化合物(66年]。酰胺c,也称为酰胺质子转移(APT),使用amide-bound氢原子在水中形象内源性蛋白质。恰当的出现作为癌症和缺血性中风可视化工具(67年),其潜力neurooncology成像的研究还处于初期阶段。两项研究评估APT c相比aaPET出版审查期间。肖恩等人相比,场效应晶体管在46个新宠物和恰当的成像诊断评估神经胶质瘤细胞结构和多血管肿瘤(60]。他们发现肿瘤体积是恰当的地图上比“绿带运动”的场效应晶体管的宠物和更大的比低级的神经胶质瘤。PET图像重叠贴切和场效应晶体管的体积是高( ),既与肿瘤细胞结构(图相关联9)。
(一)
(b)
(c)
(d)
公园等人见过的宠物相比APT c成像在43个治疗后神经胶质瘤诊断性能评估(68年]。他们发现了吸收之间的正相关和恰当的低级复发( 和 )但不是高档复发,中度负相关报道( 和 )。为区分复发中高档神经胶质瘤,APT (AUC 0.88)表现好于满足宠物(AUC 0.71) ( )。这些研究强调潜在的APT neurooncology c,虽然需要进一步的研究来阐明其潜在相比其他成像方法。
指纹先生是一个定量核磁共振映射技术,测量多个组织属性在一个单一的收购,通过改变系统设置先生在一个伪随机脉冲序列生成惟一的信号(“指纹”)为每个感兴趣的组织属性(69年]。neurooncology radiogenomics需求增加,所以重要的是要比较指纹先生与其他先进的成像模式。Haubold等人扫描42怀疑原发性脑瘤和场效应晶体管的宠物,而指纹识别评估他们的能力来预测肿瘤分级和突变状态,相对于组织病理学(图作为参考10)[70年]。他们发现,这些组合形式能够区分胶质瘤年级(AUC 0.852), ATRX突变(AUC 0.851),管理突变(AUC 0.757), IDH1突变(AUC 0.887),和1 p19q codeletion (AUC 0.978)。这些结果表明,这种组合场效应晶体管的宠物与指纹先生可能侵入性肿瘤分子特征的临床有价值的工具。
核磁共振是一种成像测量钠钠浓度组织,使用23钠离子的1H用于标准先生成像(71年]。的生化的限制钠先生对钠敏感核磁共振成像包括低,低浓度在体内,而只提供细胞内信号的加权平均浓度的变化(72年]。SISTINA是钠的特定序列磁共振成像使用回波时间短径向投影three-pulse triple-quantum准备,提高在这些限制72年]。这种技术是在早期的研究中,但一个比较SISTINA aaPET neurooncology研究发表在审查期间。试点研究,Shymanskaya等人11使用场效应晶体管的宠物和SISTINA钠神经胶质瘤MRI扫描来评估IDH突变状态(73年]。SISTINA参数比IDH-wt神经胶质瘤在IDH-mutated明显不同,而场效应晶体管宠物参数没有预测在这个小群体。场效应晶体管摄入的钠分布没有空间关系。未来更大的群组研究中进行的研究,这些方法的组合,将重要的描述这个潜力。
4所示。讨论
如本文所示,额外的进展在过去的两年里在探索aaPET的结合和比较阿姆里一系列脑部肿瘤人群。总体而言,与混合的结果出现在前面的旧文学,更一致的主题在大多数这些研究已经出现,aaPET优于阿姆里区分肿瘤组织学分级等特点,肿瘤体积,IDH突变,H3K27M突变,渗透检测,预测和诊断复发,生存和预测。表现这些目标几乎是普遍提高了结合成像模式,鉴于他们提供互补的,而不是重复的信息。这凸显了一个临界点,而不是考虑aaPET与阿姆里,未来发展方向的先进neurooncology成像应该关注这些成像技术结合起来的能力在一起。
醉酒驾车和预警指示器摆脱综述阿姆里技术比夫人,有限的数据质量问题包括有限的大脑抽样和表现的和FDOPA宠物。关于aaPET空间相关性的影响,预警指示器,符合先前的报告,发现混合的结果,新研究也同样发散并显示在他们的研究结果不一致。有可能在肿瘤的不同类型和/或预警指示器序列导致这种差异。然而,不能得出结论,这些模式空间对齐所有脑部肿瘤。此外,在容量分析,aaPET肿瘤体积较大,但治疗后,他们往往在一些研究平衡。前面的文献也发现整体aaPET表现好于预警指示器,由这些最近的研究支持。总的来说,酒后驾车和预警指示器都是宝贵的成像技术用于肿瘤检测,预测复发,复发检测,和生存的预测。他们一贯优于aaPET这些措施,包括满足,场效应晶体管,FDOPA, AMT示踪剂。这将是值得的研究者和临床医生考虑二重形式考试虽然增加了开销,但鉴于aaPET的优越性能和阿姆里当添加到标准CE-MRI协议。未来潜在的这些模式应结合概念,考虑到他们经常提供补充信息。
新兴阿姆里导致neurooncology成像技术显示承诺的未来。指纹先生意味深长地添加到aaPET成像分析。APT c和钠MRI表现aaPET在某些指标的初步研究。这将是有趣的,看看这些技术的研究开发,和未来的努力应该专注于使用这些组合的好处与aaPET阿姆里技术。
4.1。限制
先进的成像技术文献综述这里确实受到一些固有的局限性,如异步扫描在大多数的研究中,这创造了潜在的问题偏差当扫描随后coregistered。理想情况下,应该使用PET / MRI扫描,但考虑到有限的可用性这些扫描仪在大多数临床基地,最中心之间可以最小化时间扫描。还有异质群体的困难,研究往往针对不同的肿瘤在不同时间点,导致结果不具有直接可比性。神经胶质瘤是最代表肿瘤类型在这些研究中,但也应该注意成像nonglial肿瘤和脑转移。研究也是复杂的直接比较不同的成像硬件、扫描仪设置,收购协议、成像处理软件,图像处理协议和成像参数阈值。一些研究也未能将影像学表现与神经病理学结果,这限制了它们的可靠性。
5。结论
总之,最近的文献综述aaPET阿姆里演示了额外的令人鼓舞的结果的潜在neurooncology这些先进的成像模式。尽管aaPET优于阿姆里技术在大多数的研究中,有显著的收益模式时的总和。具体来说,酒后驾驶或预警指示器结合相遇时,场效应晶体管,FDOPA,或AMT宠物区分肿瘤成绩表现良好,肿瘤体积,选择分子突变,渗透,复发,预测生存。未来的努力应该继续探索潜在的结合aaPET和阿姆里neurooncology成像,使用标准化的图像采集和处理协议和利用获得的独特的和互补信息。
缩写
| aaPET: | 氨基酸正电子发射断层扫描 |
| 阿姆里: | 先进的磁共振成像 |
| ADC: | 表观扩散系数图 |
| AMT: | 11C-Alpha-methyl-L-tryptophan |
| 恰当的: | 酰胺质子转移 |
| 美国手语: | 动脉自旋标记序列 |
| AUC: | 曲线下的面积 |
| CE-MRI: | 对比增强磁共振成像 |
| c: | 化学交换饱和转移 |
| 赵: | 胆碱 |
| 有限公司: | Choline-to-N-acetylaspartate。 |
| 克雷格: | 肌酸 |
| DCE: | 动态对比度增强序列 |
| DMG: | 扩散中线神经胶质瘤 |
| DSC: | 动态敏感性对比序列 |
| 酒后驾驶: | Diffusion-weighted成像 |
| 配合: | 18F-Fluoro-deoxy-glucose |
| FDOPA: | 18F-Fluoro-L-dihydroxy-phenylalanine |
| 场效应晶体管: | 18F-Fluoroethyl-tyrosine |
| 天赋: | Fluid-attenuated反转恢复 |
| “绿带运动”: | 胶质母细胞瘤 |
| IDH: | 异柠檬酸脱氢酶 |
| 满足: | L -(甲基)11C-methionine |
| 核磁共振成像: | 磁共振成像 |
| 夫人: | 核磁共振光谱学 |
| 乙酰天冬氨酸: | N-acetylaspartate |
| 宠物: | 正电子发射断层扫描 |
| 预警指示器: | Perfusion-weighted成像 |
| SISTINA: | 同时单个量子,triple-quantum-filtered成像的23Na |
| 运动型多功能车(SUV): | 标准化的吸收值 |
数据可用性
数据支持本文系统回顾之前报道的研究包括在本文和引用。
的利益冲突
作者声明没有潜在的利益冲突的研究,本文的作者,和/或出版。
作者的贡献
所有作者作出了实质性的贡献研究和手稿,如下:CJ和SM构思研究思路和提供指导和监督项目。百时美施贵宝,CJ, SM研究计划作出了实质性的贡献。BMS进行了文献综述,数据收集和分析、起草和手稿。百时美施贵宝,CJ, SM批判性的回顾和修订后的手稿重要的知识内容。百时美施贵宝,CJ, SM批准提交最终版本的手稿并同意负责所有方面的工作关于其准确性和完整性。
确认
作者声明以下金融支持研究,作者,和/或出版这篇文章的:Carilion诊所和Fralin弗吉尼亚理工大学生物医学研究所Carilion医学院。