Nowa metoda obrazowania guza mózgu

Spektroskopia fosforowa metodą rezonansu magnetycznego (31P MRSI) cieszy się coraz większym zainteresowaniem jako alternatywa dla tradycyjnego MRI. Dostarcza ona cennych informacji in vivo na temat stanu energetycznego, pH i metabolizmu danego miejsca w mózgu, ale posiada ograniczoną rozdzielczość i cechuje się niskim względnym wskaźnikiem poziomu szumów (SNR).

Zaawansowane skanery o mocy trzech tesli (3T) i wielokanałowe cewki odbioru sygnału radiowego dają nadzieję na stworzenie licznych zastosowań tej technologii. Finansowany ze środków UE zespół badawczy postanowił opracować metody oceny agresywności guzów mózgu w ramach projektu "Phosphorus MR spectroscopic imaging of brain tumours at 3T" (31P_SPECTRA_3T). Uczeni koncentrowali się na wartościach szczytowych widma, generowanych przez badane metabolity.

Porównano analizy w dziedzinie czasu oraz w dziedzinie częstotliwości skanów klinicznych, aby umożliwić dokładną kwantyfikację danych z 31P MRSI dotyczących ludzkiego mózgu w 3T. Niskie SNR znacznie utrudniają to zadanie. Szacunki dotyczące szczytowych współczynników dwóch badanych programów (AMARES – Advanced Method for Accurate, Robust and Efficient Spectral fitting oraz SIVIC – Spectroscopic Imaging, VIsualization and Computing typu open-source) były bardzo podobne, choć system AMARES lepiej się sprawdzał w przypadku widm o bardziej intensywnych szumach.

Po przeanalizowaniu technik pomiaru i kwantyfikacji zespół przystąpił do ich zastosowania, polegającego na analizie przestrzennej heterogeniczności i cech guzów mózgu przy pomocy 31P MRSI przy 3T. Naukowcy porównali dane 3 zdrowych ochotników z 11 pacjentami, uzyskując uprzednio ich formalną zgodę.

Pomimo małej próby, wyniki badania wskazują na zdolność dwóch technik (wektory nośne i regresja logistyczna) do klasyfikacji i odróżniania guzów mózgu od zdrowej tkanki. Regresja logistyczna zapewniła większą czułość, swoistość i dokładność.

Na koniec uczeni przetworzyli widma uzyskane od zdrowych ochotników i pacjentów przy pomocy metody AMARES, by następnie przeprowadzić regresję liniową o określonym współczynniku metabolitów. Koncentrowano się na współczynnikach z poprzednich analiz, które wykazały różnice między osobami zdrowymi i pacjentami.

Projekt 31P_SPECTRA_3T przyczynił się do szerszego wykorzystania 31P MRSI dzięki pogłębieniu wiedzy na jej temat oraz rozwojowi metod pomiarowych. To z kolei pozwoli poprawić jakość diagnostyki i planowania leczenia w kontekście powiększania się baz danych dotyczących zdrowych i chorych tkanek.