Summary
全身 2 の獲得のための包括的な手順を説明-デオキシ - 2-(18F) フッ素 D-グルコース (18F-FDG) PET ・ MRI スキャン小児患者の癌のステージング。プロトコルは息の指示を遵守する子供 6 歳以上または十分に古いために開発されたが、全身麻酔患者同様に使用できます。
Abstract
統合された PET ・ MRI イメージング臨床腫瘍評価と高軟部組織コントラストの両方を監視し、代謝情報を追加治療のための診断画像を取得するを有効にする雑種であります。統合された PET ・ MRI は臨床設定で貴重であることを示している、多くの有望な将来のアプリケーションです。ここで提示されたプロトコルは全身 2 の獲得のためのステップバイ ステップの手順を提供する-デオキシ - 2-(18F) フッ素 D-グルコース (18F-FDG) 小児がんの PET ・ MRI データ。また、全身のステージングを結合する方法については、原発腫瘍の評価のためローカル腫瘍スキャンでスキャンを提供します。このプロトコルの焦点は、臨床応用のための 2 つのユビキタス ニーズである包括的な時間の効率的なことです。このプロトコルは息の指示を遵守する子供 6 歳以上または十分に古いに開発されたものが、全身麻酔下の患者にも適用することができます。同様に、このプロトコルは全身スキャンおよびローカル腫瘍評価の両方の MRI パルス シーケンスの選択の面で制度上の好みに合わせて変更できます。
Introduction
ポジトロン断層法 (PET) を統合/磁気共鳴イメージ投射 (MRI) により、癌のステージングおよび処置の高感度、高軟部組織コントラスト、代謝情報を追加1,2,とモニタリング3,4。 成人患者では、PET ・ MRI 実行同様に確立された癌5,6、7のステージング用 PET/CT 同様。将来、液体の生検で癌の開発 (例えばトランスクリプトームと DNA を循環) の早期発見につながる可能性が、現在使用できる8 体の小さな腫瘍を発見するよりもより敏感の画像検査を必要とします。.これは体全体を評価し、古典的な MRI だけでも、脳、首、腹部/骨盤など、筋骨格系システムと評価されている解剖学的領域での癌を検出する優れた位置に PET ・ MRI を置くかもしれない。
小児患者の PET ・ MRI PET/CT いくつか利点があります: 最初に、PET ・ MRI により著しく減少放射線被ばく患者の 74% まで4。これは、CT 技術ではなく PET データの解剖学的共同登録無料の電離放射線の MRI を使用して実現できます。また、モダンなペット検出器システム9と MRI スキャン中に長いペット データ集録の感度の向上は、現在ペット/CT のプロトコル4と比較して 30 ~ 50% ラジオト レーサー投与線量の大幅な削減をできます。第二に、原発腫瘍と全身のスキャンをステージングの組み合わせの可能性は、時間を節約し、骨と軟部組織肉腫患者など、いくつかの患者のための重複-sedations を回避できます。ただし、すべての PET ・ MRI データ (ローカル腫瘍と全身) を効率的に得ることができる場合、得られる画像データの豊富さは放射線科医に簡単に消化の形式で提示されている場合、スキャンをステージング「1 つの停止」は臨床的に実行可能なのみ。ここで提示されたプロトコルは小児がん、小児人口の特定のニーズに注目の臨床ステージング用に使用できる PET ・ MRI データの取得の手順を説明します。
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Protocol
ここで紹介するすべてのメソッドはスタンフォード大学の倫理委員会で承認された研究の下に設けられています。Ferumoxytol の"オフラベル"を使用は、治験責任医師主導治験申請 (IND 111,154) の下で行った。
1. 24 時間前 PET ・ MRI スキャン: 患者の安全審査
- MRI 安全性アンケート調査を使用して潜在的な磁場の危険の患者を画面します。MRI 造影剤の静脈内投与が予定されている場合は、禁忌、アレルギーや腎臓機能の履歴などを確認してください。
- 目的、手順、リスク、利益スキャン前に患者に知らせます。
- ラジオト レーサーとコントラスト剤の投与量の計算のための患者の重量を量る。
- スキャンの前に、少なくとも 4 時間を高速に患者を求めます。
2. 1-2 h 前に PET ・ MRI スキャン: 患者の準備
- 金属のすべてのオブジェクトを削除し、ガウンに変更患者を求めます。埋込金属オブジェクトがある場合は、MRI の走査のために安全であることを確認します。必要に応じて、金属探知機を使用します。患者の安全性の懸念がある場合は、PET ・ MRI を実行しないでください。
- 周辺の表在静脈に静脈ラインまたはポート カテーテルをアクセスします。
- Ferumoxytol (5 mg Fe/kg 体重) 1:4 で生理食塩水を希釈し、FDA プロトコル10によると少なくとも 15 分以上ゆっくりと注入します。
注: Ferumoxytol 使用できます"オフラベル"を自主工業を造影剤として長続きがする血管とスキャン全体の持続期間のための組織強化を提供するため。また、繰返しガドリニウム錯体は、PET ・ MRI スキャンの開始前に直接管理できます。肝病変を有する患者、gadoxetate 二ナトリウムを選択できます。 - な glucometer と患者の血ブドウ糖のレベルを確認してください。患者の血ブドウ糖のレベルは 200 ミリグラム/dL を超えている場合、は、PET ・ MRI スキャンの再スケジュールすることを検討してください。
- PET ・ MRI スキャン前に 45 分管理 2-デオキシ - 2-(18F) 静脈ラインを通じて生理食塩水 1 mL に 2 MBq/kg 体重の投与量でのフッ素 D-グルコース (18F-FDG)。
3. ペット/MR 画像の取得
注: このプロトコルの MP24_R03 ウイルス スキャン ソフトウェア統合の PET ・ MRI システムにバンドルされている 3.0 テスラ GE シグナを使いました。
- これらの簡単にシーケンスを検索またはプロトコルを調整に多くの時間を失うことがなく取得することができますように、スキャナー全身スキャン (表 1) およびローカル腫瘍スキャン (表 2) のプロトコルを保存します。
- リンパ腫患者、臨床腫瘍医の要求に従って全身スキャンのみ、つま先まで頭から延長するか、半ば太ももレベルに頭から拡張を処方します。他の患者は、別のローカル腫瘍スキャンに続いてつま先まで頭から全身スキャンを処方します。
- 全身ペット スラブを処方して全身のスキャン中に時間を節約するために専用の MRI シーケンスを実行場合は腫瘍が既に適切に中心の一つ例えば、全身コイル腹部腫瘍をスキャンできます。
- 簡単に取得および放射線技師の PET ・ MRI のデータの送信を有効にするするには、1 つの加盟数「診断」のイメージを保存します。後で PACS システムの 2 番目の加盟数の下でソース画像を保存 (ステップ 4.3.5 を参照)。
- スキャン中同じローカライザーを使用し、スキャンの期間の患者が動かないかどうかを確認します。これにより、取得した PET や MRI データを後の共同登録。
- 各ペットのスラブ内必要な MRI のシーケンスを処方します。統合された PET ・ MRI システムは、pet、MRI データの同時取得できます。
- スキャナーの部屋に入る前に直接無効患者を求めます。
- 全身 PET ・ MRI スキャン
- 患者を仰臥位で PET ・ MRI テーブルに置きます。患者を仰臥位に置くことはできません、する場合は、頭の仰臥位と腹臥位での全身をスキャンします。非常に背の高い患者は、2 番目のステップで脚の下部を取得します。骨と軟部組織肉腫患者のため、(例えば、股関節から膝関節への大腿骨全体) の関節に関節から全く影響を受ける骨をカバーすることを確認します。
- 患者に呼吸ベルトを閉じます。頭のコイルと首、胸、腹部、骨盤、患者の四肢に 2-3 表面コイルを配置します。
- 3 つの平面で全身ローカライザーを取得します。軸、コロナおよび矢状 (表 1) は、汎用のローカライザー プロトコルを使用して。患者の身長によると駅の番号を選択します。走査方向は、頭から足までどちらかまたはに向かって足頭。
- 全身スキャンを開始する前に全体のプロトコルを規定します。このプロセスを合理化し、保存済みのプロトコルを使用して、子供の忍耐を失うことはありません。
- 最大軸方向の視野 (FOV、通常 25 cm) と 3 分データ集録を使用して軸ペット スラブを最初に処方します。患者サイズに応じて 4 5 スラブ、半ば腿に頭をカバーし、9-10 スラブは体全体をカバーします。
- スキャナー ソフトウェアのペット データの 2 つの個別復元を有効にする: 1 つの非減衰補正 (NAC) ペットと 1 つの MRI の減衰補正 (MAC) ペットボトル192 x 192 のマトリクス サイズを使用します。2 の繰り返しで 28 のサブセットを使用します。患者、患者クレードル 3.7.7 以下で説明されているシーケンスを使用して専用の MRI コイルの減衰補正会計 PET ・ MRI ソフトウェアことができます。
- 各ペット スラブ ボリューム取得 (溶岩) セットアップ減衰補正 (MRAC) と低解像度肝臓獲得と高解像度18F PET データの解剖学的位置合わせのため溶岩のシーケンスを入力します。みなし適切な (表 1) としては、拡散強調画像 (DWI) を追加できます。
- タスクメニューでペット タスクを選択 [タスクの追加] をクリックして、追加の後処理、 MRAC Autobind (ユーザー)を選択し、追加メニューが表示されますセットアップ] をクリックします。ペット スラブのすべての連続した水の MRAC を選択し、[ Accept] をクリックします。これは、MRAC を自動的にマージするソフトウェアを有効にします。
- 飲酒運転をマージする同様の手順を適用します。この場合、最初のペット スラブを選択し、飲酒運転シーケンスをクリックします。タスクの追加をクリックし、3.7.8 と同じ追加手順に従います。
- 肺や縦隔 (表 1) の評価のため専用 T2 シーケンスを追加します。
- ローカルの PET ・ MRI スキャン
- 原発腫瘍の上適切なコイルを置きます。下肢腫瘍フレックス コイルを使用する可能性があります。
4. 画像データ処理
注: 差し込み印刷の全身 PET ・ MRI スキャンを得るためには、次の 4 つの手順行う必要があります: 1) ペット イメージ データの再構築、2) 単一のイメージのボリュームに個々 の MRI データ買収のマージ、3) 共同登録 PET MRI データに、4) ペットの全身を生成します。最大強度の投射 (MIP)。スキャナー ソフトウェアの手順が簡素します。
- 個々 の MRI データのマージ
- 特定の順序、例えば9 を押し、Autobind を通じて溶岩 1ボタン個々 すべての MRI データのセットを選択します。ソフトウェアは、マージされた MRI データ セットを作成します。マージされた MRI データ セットを保存します。ソフトウェアは自動的にデータ セットの名前し、シリーズのリストに追加します。
- PET や MRI のデータの共同登録
- マージされた MAC ペット データとマージされた溶岩データ共同登録、 ImageQCボタンを押すし、の共同登録をする必要がある各データ セットを選択します。ソフトウェアは、六つの別々 のウィンドウで 2 つの面で個々 の co-登録されているデータ セットと共同登録済みのデータ セットを示しています。
- 共同登録スキャンが終了して保存したらこれは調整できませんので MRI データおよびウィンドウ レベルを適切に選択します。
- 同様に共同登録済み PET ・ MRI データ セットおよびウィンドウ レベルのペットのデータを選択します。また、不透明度、ズームおよび保存する前に共同登録データの位置を調整することが可能です。
- 共同登録済みデータ セット、すなわち、軸またはコロナの適切なスライス方向を選択します。
- 最後に、調整の共同登録済み PET ・ MRI データ セットを保存します。
- 映画/保存メニューのバッチを選択します。ループと最も頭蓋のスライスにスクロールを選択、[開始位置の設定をし、最も尾側のスライスまでスクロールし、[設定終了] をクリックします。
- [説明] フィールドで、適切なファイル名を選択します。放射線技師と臨床 (例えば、ペット溶岩全身)、特定のデータのセットを見つけることが簡単には、すべての研究の一貫した、容易に認識できるファイル名を使用します。
- プレビューをクリックし、スクロールの頭からつま先まで最終的な結果が融合精度およびウィンドウ レベルの面で許容されることを確認しながらスキャンします。プレビューを閉じて、PET ・ MRI スキャンの表示を開始する[ok]を選択します。レンダリング プロセスは続いてイメージ インデックス トラック バーを観察をできます。
- 共同 MAC ペット データと肺の評価のための専用の T2 MRI シーケンスを登録するための同じ手順に従います。以来、ペット データ FOV を超える MRI、開始と共同登録されている部分だけを含むようにスキャンの終了を設定します。
注: ローカルの PET ・ MRI 共同登録されている同じ手順を実行できます。
- ペットの全身の MIP の概要を生成します。
- ペット全身最大強度の投射 (MIP) を生成するため MAC ペットと MRI データ セットを選択し、 ImageQCボタンを押します。
- ペットのデータのみ、ウィンドウをダブルクリックして、ビューの種類を選択する左上隅にカーソルを移動し、 VRを選択します。これは PET データの 3次元復元を作成します。もう一度、レンダリング モードを選択して最後にペット全身 MIP 概要を作成するHD MIPに左上隅にマウス ポインターを置きます。
- MIP を保存するには、概要はフィルム/保存メニューのバッチを選択し、回転を選択します。60 の画像の数を調整します。[説明] フィールドには、適切なファイル名を選択します。プレビューをクリックし、最終的な結果が許容できることを確認します。プレビューを閉じて、MIP の概要の表示を開始する[ok]を選択します。終了する前に、レンダリングが完了していることを確認します。
- 該当するシリーズを選択して画像アーカイブと通信システム (PACS) 機関に診断イメージ データ セットを送信し、宛先] メニューで目的のネットワークをクリックします。
- 別加入数の下でソース イメージを保存すると、患者の編集をクリックし、加盟数を変更します。送信手順を繰り返します。
5. 画像解析と SUV の測定
- 読み取りスキャンを分析して FDA が承認した医療画像ビューアーで共同登録 PET ・ MRI データを読み込みます。商業 PET ・ MRI 視聴者測定の最大標準化吸収値 (SUV) 3 d を可能にします。
注: この特定のプロトコルの MIM バージョン 6.6 を使用しました。 - ツール ・ バーからSUV の計算統計を選択します。利子 (率 ROI) 共同登録 PET ・ MRI の病理学的18F-FDG 吸収を示す組織の周りの領域を配置します。押しながらマウスの右ボタンをドラッグすることによって ROI 直径を拡大できます。ソフトウェアには、平均と最大の SUV 値が判断されます。リンパ腫患者のための参照の標準として肝臓や縦隔の血プールを測定します。SUV 測定の報告のため機関固有のガイドラインに従ってください。
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Representative Results
統合された全身 (つま先まで頭) データのセットを示すMRI、ペットおよび融合ペット/MR 画像から、それぞれをそれぞれの状態で 10 歳の少年の投稿第 12 肋骨、肺が掲載者の未分化肉腫の切除と心臓転移 (図 1)。ここに示すデータ セットは 40 分以内に買収されました。この試験中に患者の実効線量は、3.3 mSv11だった。
全身頭からつま先までペット/MR 画像集録に加えて、原発腫瘍の専用スキャンを受ける患者にとって、原発腫瘍の大きさと患者の長さや場所によって、60-90 分で複合スキャンを実行できます。
図 1: プロトコルを用いた全身 PET ・ MRI 獲得の結果。18PET と第 12 肋骨の未分化肉腫の状態後切除 10 歳少年の肺と心臓の転移の MRI 画像を ferumoxytol が強化されました。画像は、心臓の右室流出路で複数の今回の肺転移として転移を示しています。全身コロナ(A)溶岩 MRI データ、 (B) MRI 減衰ペット-データを修正して溶岩 MRI データをマージ(C)共同ペットを登録します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
| パルス シーケンスのパラメーター | ローカライザー | コロナの胸部の溶岩 | 胸部 T2 FSE プロペラ軸 | 軸の低解像度の溶岩 MRAC | 軸の溶岩 | 軸の飲酒運転 |
| 集録時間 (分) | 1:45 | 0:16 | 5:48 | 0:18 | 0:16 | 1:47 |
| テ (ms) | 80 | 1.1 | 119 | 1.7, 3.4 | 1.7, 3.4 | 56 |
| TR (ms) | 1519 | 4.1 | 12500 | 4 | 4.2 | 7824 |
| マトリックス サイズ | 288 x 192 | 320 x 224 | 384 x 384 | 256 x 256 | 320 x 224 | 80 x 128 |
| スライス厚 (mm) | 10 | 3.4 | 4 | 5.2 | 3.4 | 8 |
| FOV (cm) | (全身または半ば太もも報道に頭) | 46 | 48 | 50 | 48 | 40 |
| 反転角度 (度) | - | 15 | 110 | 5 | 15 | 90 |
| B 値 (s/mm2) | - | - | - | - | - | 50, 600 |
表 1: 磁気共鳴画像全身スキャンのパルス シーケンスのパラメーターです。全身 PET ・ MRI の各獲得のため MRI パルス シーケンスのパラメーターをスキャンします。
| パルス シーケンスのパラメーター | 高解像度の溶岩 | T1 FSE 理想 | T2 FSE (頭 & 首) | T2 FSE (腹部) | RT T2 FRFSE | T1 FSE (骨盤) | T2 FSE (骨盤) | T1 FSE (下肢) | T2 FSE (下肢) |
| 集録時間 (分) | 1:38 | 4:26 | 3:12 | 1:13 | 3:00-6:00 | 4:07 | 6:43 | 6:13 | 6:08 |
| テ (ms) | 1.3 | 9.8 39.3 | 116 | 102 | 102 | 9.1 | 102 | 7.8 | 116 |
| TR (ms) | 9.5 | 884 | 4000 | 2400 | 1100-1300 | 709 | 9823 | 709 | 4000 |
| マトリックス サイズ | 160 x 256 | 384 × 192 | 320 x 224 | 320 x 224 | 384 × 256 | 448 x 256 | 384 × 320 | 416 x 320 | 320 x 224 |
| スライス厚 (mm) | 3.4 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 |
| FOV (cm) | 21 | 20 | 20 | 38 | 38 | 30 | 30 | 28 | 28 |
| 反転角度 (度) | 15 | 111 | 142 | 111 | 111 | 111 | 111 | 111 | 111 |
表 2: 磁気共鳴画像ローカル腫瘍スキャン パルス シーケンスのパラメーターです。原発腫瘍の MRI パルス シーケンスのパラメーターをスキャンします。各腫瘍のないすべてのシーケンスが適用されているに注意してください (表 3参照)。呼吸器トリガー (RT)、高速回復高速スピンエコー (FRFSE)。
| プロトコル | 磁気共鳴画像シーケンス |
| 頭 & 首の腫瘍 | 全身スキャン + 高解像度の溶岩 + T1 FSE 理想的な + T2 FSE (頭 & 首) |
| 腹部の腫瘍 | RT T2 FRFSE T2 FSE (腹部) + 高解像度の溶岩全身スキャン |
| 骨盤内腫瘍 | 全身スキャン + T1 FSE (骨盤) + T2 FSE (骨盤) |
| 四肢の腫瘍 | 全身スキャン + T1 FSE (下肢) + T2 FSE (下肢) |
| リンパ腫 | 全身スキャンのみ |
表 3: ローカル腫瘍スキャン磁気共鳴画像シーケンスします。原発腫瘍の MRI のシーケンスは、腫瘍の局在に応じてスキャンします。
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Discussion
私たちは小児がんの患者さんの PET ・ MRI 研究手順プロトコルを示しています。プロトコルの最も重要な部分は時間の効率的な計画およびペット スラブと適切なパラメーターを持つ MRI シーケンスを処方、全身を開始する前に正しい順番でスキャンします。これにより全身の連続集録できます。小児の設定で特に重要 unsedated 患者が忍耐とどちらかを簡単に失うことは効率的なスキャンを開始、移動または時間がかかる場合は、試験を中止します。したがって、慎重にスキャンの方向を選択することが重要だ (頭からつま先までまたはつま先の頭、最初または全体の原発腫瘍ボディまず、優先度に応じて)。どうやら void へ直接スキャナーに入る前に問診など簡単な準備の手順は、画像の品質に大きな影響を持つことができます。小児腫瘍は通常、「1 つ適合すべて」アプローチではスキャンされませんすることできます。 そして、原発腫瘍の評価合わせた PET や MRI スキャン パラメーター処方必要とします。
当社の PET ・ MRI のプロトコルは、画像関連の買収の時系列と固有のパラメーター4をスキャンの両方に関して子どもの特定のニーズに調整されています。私たちの目標は、最低でもスキャン時間を維持しながら高品質の診断画像を取得するプロトコルを工夫することでした。
このプロトコルは、息の指示を遵守する子供 6 歳以上または十分に古い元々 開発されました。プロトコルは、若い患者も使用するか、全身麻酔下で息 MRI にも応用できる解剖学的方向または無料呼吸アクイジション ・ モードによる超高速シーケンスのシーケンス。さらに、表 3 MRI パルス シーケンス原発腫瘍の評価のための私達の選択を提供しますが、これらも簡単に変更や制度上の好みに合わせて展開します。
結論としては、ここで提示されたプロトコルは、小児癌のステージングの全身 PET ・ MRI の買収の実現方法を示しています。PET ・ MRI に PET/CT 著しく減少放射線被ばく、軟部組織コントラストと同等または癌のステージングの感度などにいくつかの利点があることを考える PET ・ MRI によっていくつかの小児のペット/CT の研究を交換することが表示されます。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
この作品は、ユーニス · ケネディ · シュライバー国立衛生研究所の子と、人間の開発からの助成金によって支えられた番号 R01 HD081123 01A1 を付与します。Anuj Pareek はデンマーク、オーフス大学病院放射線科から訪問の博士課程の学生です。著者は、夜明けのホリーと PET ・ MRI 代謝 PET ・ MRI スキャンの獲得援助サービス センターから過酷なガンジー技術者を認めます。我々 は Daldrup リンクの研究室は、PET ・ MRI サービス センター分子イメージング プログラムは、スタンフォード大学、放射線科学研究室、小児放射線セクション、スタンフォード大学癌研究所、ルシル Packard の小児腫瘍学チームのメンバーに感謝します。有用な議論とこのプロジェクトのサポートのための小児病院。
Materials
| 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 |
References
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