RM EN ONCOLOGÍA VICENTE BELLOCH ERESA

Transcripción

1 RM EN ONCOLOGÍA VICENTE BELLOCH ERESA

2 RM BIOMARCADOR DE IMAGEN -1 Alta resolución en partes blandas, múltiples tipos de contraste que permiten una definición más precisa de volumen y límites debido a: Mejor resolución espacial posible Datos multiespectrales que permiten segmentar la lesión desde distintas perspectivas (T1, T2, T1+Gd) Nanopartícula de gadolinio: Gadonanotubo ó Gadodex

3 RM BIOMARCADOR DE IMAGEN -2 Aporta información funcional multiespectral : RM Dinámica (DCE-MRI). Volumen, flujo, permeabilidad vascular RM Difusión: Densidad/Volumen celular RM R2* ( BOLD ): Oxigenación tisular RM Espectroscopía: Información bioquímica

4 RM DINAMICA (DCE-MRI) Técnica de RM que, tras la administración en bolus IV de contraste, monitoriza de manera continua su captación por un órgano o tejido: Bajo peso molecular (<1 kda) Difunde al espacio extravascular-extracelular (no cruza membranas celulares) Duración: 5-10 minutos

5 DCE-MRI ANÁLISIS DE LA CAPTACIÓN Cualitativo Basada en la forma de la curva de captación Semi-cuantitativo (Heurístico) Índices paramétricos que describen una ó más partes de la curva de captación Cuantitativo (Modelo Farmacocinético de Permeabilidad) - Índices paramétricos que a partir de los valores de la curva de captación estiman la variación de la concentración de contraste

6 ANÁLISIS CUALITATIVO: T 2 *W DCE-MRI Tumor Cerebral 2 1 VACÍO mins VACÍO PRIMER PASO EQUILIBRIO

7 --Diagram explaining calculation of relative cerebral blood volume, cerebral blood flow, and mean transit time using dynamic contrast-enhanced T2-weighted technique Petrella, J. R. et al. Am. J. Roentgenol. 2000;175: Copyright 2007 by the American Roentgen Ray Society

8 Índices Paramétricos T2* DCE MRI Cerebral blood volume (CBV) indica la cantidad de sangre en un volumen de tejido. Es el de mayor utilidad en valoración de tumores. Cerebral blood flow (CBF) indica la cantidad de sangre que pasa por un volumen de tejido en un tiempo determinado. Mean transit time (MTT) indica el tiempo que tarda la sangre en atravesar el voxel. Se ha demostrado correlación entre el valor de rcbv y estudios angiográficos de densidad vascular e histológicos de neovascularización. Se añade una r previa para indicar relativo (o en ocasiones regional ) y max al final para indicar que utilizamos el valor máximo en el ROI.

9 Aplicaciones clínicas T2* DCE MRI Técnica utilizada en la práctica clínica de la patología tumoral e isquémica encefálica. Indicaciones: Evaluar el tipo de tumor y diferenciar neoplasias de otras lesiones tumorales. Predecir el grado tumoral en gliomas y guiar biopsias. Seguimiento de tumores (progresión, recidiva vs cambios post-radioterapia y respuesta a tratamientos antineoangiogénicos o RT).

10 Glioblastoma multiforme Grado IV Astrocitoma fibrilar Grado II

11 RECIDIVA? PERFUSIÓN (rcbv): Recidiva en borde posterior de la cavidad.

12 RECIDIVA? PET metionina, Cirugía: Recidiva en borde posterior de la cavidad.

13 RECIDIVA ó RADIONECROSIS? rcbv: marcada disminución de los valores de rcbv, muy sugestivo de radionecrosis.

14 RECIDIVA ó RADIONECROSIS? rcbv: Recidiva en zona medial de la cavidad (flecha). Resto de las zonas: necrosis.

15 CONTROL POST-CIRUGÍA Pequeña zona de aumento del rcbv (flecha roja), dudoso resto.

16 Limitaciones T2* DCE MRI Baja resolución espacial. Valor rcbv cualitativo (NO alteraciones globales). Alta susceptibilidad a artefactos por heterogeneidad del campo (zonas de transición cerebro-hueso-aire, sangrado, calcio, metales o melanina). Posible error (infraestimación) en lesiones con alteración severa o ausencia de BHE (como glioblastoma multiforme o meningioma p.e.). Puede haber solapamiento de valores entre grados tumorales y valores atípicos de algunos tumores. Los altos valores normales de vasos y sustancia gris dificultan en ocasiones la correcta valoración.

17 ANÁLISIS SEMICUANTITATIVO

18 ÍNDICES PARAMÉTRICOS MODELO SEMICUANTITATIVO Tiempo inicial de captación: Desde inyección hasta primer aumento de IS. Pendiente inicial y pendiente media de subida de las curvas de captación. Intensidad máxima de señal. Tiempo hasta el pico máximo de la señal ó hasta el 90% del máximo. Pendiente de bajada de la curva de captación. Área inicial bajo la curva: Integral de área (cantidad de contraste captado). Velocidad de captación: cambio en las variaciones de IS respecto de la imagen anterior

19 T1 DCE MRI SEMICUANTITATIVO: MAMA

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21 ANÁLISIS FARMACOCINÉTICO DE PERMEABILIDAD

22 QUÉ POTENCIACIÓN USAR EN MODELO DE PERMEABILIDAD T1 ó T2? T2 T1 T2: Mayor linealidad en la relación IS/Concentración de contraste T1: Menor error en estimación de concentración en espacio extravascular extracelular POTENCIACIÓN MÁS UTILIZADA: T1

23 Modelo Farmacocinético con datos T 1 W DCE-MRI Coeficiente de transferencia entre plasma y espacio extravascular extracelular (EES) (K trans ) K k ep = Fracción de volumen en EES (v e ) Coeficiente de transferencia entre EES y plasma (k ep ) v e trans K trans Modified from Tofts 1995

24 Patrones de captación en T 1 W DCE-MRI y correlato histológico Tipo I (semi-necrótico + cambios reactivos) Tipo II (tumor viable) Type III (frente con elevada proliferación tumoral) k ep = 0.5 k ep = 3.4 k ep = 8.9 (Taylor and Reddick, Adv Drug Del Rev, 2000)

25 CA de Próstata. Gleason 5. PSA 6. Braquiterapia

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28 Restos Prostáticos vs Recidiva Tumoral

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31 GBM TÁLAMO DERECHO IRRESECABLE. Rt+ANTIANGIOGÉNICOS 10 MARZO JULIO 2010

32 ESTUDIO DE PERMEABILIDAD 10 MARZO JULIO 2010

33 Análisis Cuantitativo Modelo Permeabilidad Ventajas Analiza Toda la curva Parámetros Biológicamente Relevantes Independiente de Intensidad de Campo, fabricante Desventajas Adquisición y análisis de datos más complejo Escaso software de análisis comercial Modelos pueden no ajustarse a los datos observados Estandarización no establecida

34 IMAGEN DE LA HIPOXIA Hipoxia Tumoral: Área tumoral cuya po2< 10 mm Hg Reto para la curación: Lidera la resistencia del tumor al tratamiento Potencia la progresión tumoral Objetivo : Seleccionar pacientes tributarios de terapia anti-hipóxica Técnicas: PET: [ 18 F] fluoromisonidazol, [ 18 F] arabinósido fluoroazomycin, cobre-diacetil-bis (N4-metiltiosemicarbazono) RM: Imagen BOLD ó potenciada en susceptibilidad intrínseca

35 BASES FÍSICAS BOLD Deoxihemoglobina = Paramagnético Paramagnético = tasa de relajación transversa de RM (R2* = 1/T2*) en plasma y tejidos circundantes BOLD mide PO2 en vasos, y tejidos vecinos (O2 disuelto se difunde libremente)

36 FACTORES DETERMINANTES SEÑAL BOLD Perfusión Tisular Volumen y niveles de oxigenación de hematíes Componentes tisulares estáticos: Colágeno Hierro Calcio Interfase con aire

37 ANÁLISIS CUANTITATIVO R2* Investigación: Respirar con diferentes niveles de oxigenación (carbógeno) Clínico: R2* respirando aire en estado basal. A igual perfusión, si un área tiene valores más rápidos de R2*, es más hipóxico

38 T2* Ktrans

39 GBM TÁLAMO DERECHO IRRESECABLE. Rt+ANTIANGIOGÉNICOS 10 MARZO JULIO 2010

40 10 MARZO JULIO 2010

41 García Figueiras et al. The Role of Functional Imaging in Colorectal Cancer AJR 2010; 195:54 66

42 RM DIFUSIÓN Hagmann P et al. Radiographics 2006;26:S205-S by Radiological Society of North America

43 DIFUSION RESTRINGIDA EN ENTORNO HIPERCELULAR: ADC Koh, D.-M. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;188: Copyright 2007 by the American Roentgen Ray Society

44 DIFUSION EN ENTORNO HIPOCELULAR: ADC Koh, D.-M. et al. Am. J. Roentgenol. 2007;188: Copyright 2007 by the American Roentgen Ray Society

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46 MRI of three patients with glioblastoma multiforme. Hamstra D A et al. PNAS 2005;102: by National Academy of Sciences

47 A C, Another functional DM of two metastases in patient 4 defined on the ADC images at a single level through the bone metastases at, A, 1 month, B, 2 months, and, C, 3 months after therapy with respect to the pretreatment values. Reischauer C et al. Radiology doi: /radiol by Radiological Society of North America

48 The multiparametric imaging paradigm. Padhani A R, Miles K A Radiology 2010;256: by Radiological Society of North America

49 Carcinogenesis: hallmarks and metabolic reprogramming. Padhani A R, Miles K A Radiology 2010;256: by Radiological Society of North America

50 Relationships between Degree of Tumor Hypoxia, Perfusion, and Glucose Metabolism and Their Putative Biologic Significance at the Whole-Tumor Level Padhani A R, Miles K A Radiology 2010;256:

51 Tratamiento con Anticuerpos mediados por Células Madre Frank, Najbauer, Aboody STEM CELLS 2010;28:

52 Thu et al. (2009) Iron Labeling and Pre-Clinical MRI Visualization of Therapeutic Human Neural Stem Cells in a Murine Glioma Model. PLoS ONE 4(9)

53 MARCAJE CELULAR CELL TRACKING

54 MARCAJE CELULAR CELL TRACKING

55 Daldrup-Link et al. Clin Cancer Res; 17(17) September 1, 2011

56 Daldrup-Link et al. Clin Cancer Res; 17(17) September 1, 2011

57 MARCAJE CELULAR CELL TRACKING

58 MACRÓFAGOS Y CÉLULAS MADRE Respuesta inflamatoria al rechazo de células madre va ligada a los macrófagos Detección de macrófagos en implante indicador precoz de fracaso del implante Otra aplicación de marcaje con partículas

59 RM EN ONCOLOGÍA VICENTE BELLOCH ERESA