MR avbildningens rolle i persontilpasset kreftdiagnostikk og behandling

Transkript

1 MR avbildningens rolle i persontilpasset kreftdiagnostikk og behandling Tone F. Bathen Professor Institutt for Sirkulasjon og Bildediagnostikk Det Medisinske Fakultet NTNU

2 MR Cancer gruppen Tverrfaglig forskningsgruppe, NTNU Det integrerte universitetssykehuset Tone F. Bathen Professor, leder Siver Moestue, May Britt Tessem Førsteamanuenser, nestledere 8 Post Doc, 12 PhD, 2 forskerlinjestudenter 2 senioringeniører master/hovedoppgavestudenter, 2

3 Visjon KLINIKK TEKNOLOGI GI FORSKNING PASIENT «MR teknologi for bedre kreftbehandling og pasientomsorg» Hovedfokus på bryst og prostatakreft 3

4 Litt kort historie om MR MRI ble «oppdaget» på 1970-tallet (Nobelpris i 2003) Peter Mansfield og Paul Lauterbur Den første MR scanneren kom til Norge i 1985 (1986 til Trondheim) Ble i første omgang hovedsakelig brukt til avbildning av hjerne/sentralnervesystem. Anatomiske forskjeller i friskt og patologisk vev. Nå er MR avbildning standard i de fleste utredninger ved et sykehus. 4

5 Fra anatomisk til funksjonell avbildning MULTIPARAMETRISK MR Anatomi Vaskularitet Celletetthet 5

6 ? T2 vektet avbildning Forskning har vært nødvendig for å oppnå dette! Hardware Bildesekvenser Diffusjon Kontrastmidler Bildeanalyse MRS Kontrastavbildning 6

7 Statistikk Antall Antall henvisninger henvisninger til bildediagnostikk til MR totalt totalt St. St. Olavs Hospital % økning siden Befolkningsøkning, aldrende befolkning kreftutfordringen øker Innføring av pakkeforløp for kreft 7

8 Pakkeforløp for kreft Formål: trygghet og forutsigbarhet for pasienten ved mistanke om kreft Eksempel fra prostatakreft: DAG Henvisning mottatt fra fastlege MR undersøkelse Biopsi Tid fra behandlingsplan til f.eks. operasjon: Maks. 32 dager Tid fra henvisning til operasjon: Maks. 66 dager Biopsisvar Planlegge behandling Behandling/ behandlingsplan 8

9 Utfordringer i MR diagnostikk av kreft Antall krefttilfeller øker (Populasjons økning/aldring) Antall henvisninger øker Data pr. undersøkelse øker Bildetolkning i stor grad basert på manuell, erfaringsbasert, kvalitativ tolkning Foto: Geir Mogen/NTNU 9

10 Kreftforeningens kampanje

11 Persontilpasset behandling Kreft er en heterogen sykdom Kreftbehandling er utfordrende Rett behandling Hvem trenger behandling? Unngå unødvendig behandling Bivirkninger Til den rette pasienten Kostnader Til rett tid Hvem skal bestemme hvilken behandling pasienten skal få? 11

12 Hva trenger vi? Metoder for: Sikker deteksjon Stratifisere pasienter til rett behandling Måle tidlig respons på behandling Påvise tilbakefall 12

13 Viktige områder for forskning innen MR og kreft Utvikle MR protokoller som er tidseffektive, sensitive og robuste Utvikle metoder som tar i bruk mer av informasjonen som ligger lagret i bildene Øke forståelsen av sammenhengen mellom informasjon som ligger i MR bildet og molekylære/strukturelle egenskaper av kreft Etablere metodikk som medfører mer automatisering og bedre beslutningsstøtte for radiologer/klinikere 13

14 Eksempler fra pågående forskning 14

15 Dilemmaet i prostatakreft Vanligste kreftform hos menn i Norge 4889 nye tilfeller i dødsfall i 2014 Hva er sjansen for å dø av prostatakreft? Aggressiv versus «sovende» kreft? Behandling versus aktiv overvåkning? Diagnostikk PSA, palpasjon, MR, biopsi, Gleason Score Gleason Score Histologisk verifisering/ gradering PSA Dominerende + sekundær grad Prostata spesifikt antigen Helsedirektoratet anbefaler ikke screening bastert på PSA i Score symptomfrie 4 5 lavgradig Score menn 5 7a intermediær Score 7b 9 høygradig 15

16 Deteksjon av prostatakreft Tradisjonelt: diagnostikk ved TRUS biopsi Biopsering - TRUS Biopsering - MR guidet Pakkeforløp: MR før biopsi Identifisere mulig lesjon med mp MR 16

17 Biopsien tas mens pasienten ligger i skanneren Foto: Geir Mogen/NTNU 17

18 Status ved NTNU/St. Olavs Studie med pågående rekruttering Økt sensitivitet/spesifisitet for deteksjon av kreft? Færre komplikasjoner? Mistanke om kreft basert på forhøyet PSA Dersom positiv MR randomisering TRUS MRGB Rask tatt opp i klinisk rutine for pasienter med flere runder negativ eller uavklart TRUS Høy treffsikkerhet Endelig avklaring Endret oppfølging Konklusjon fra retrospektiv gjennomgang 18

19 Deteksjon av prostatakreft forts. Til tross for mpmri å skille mellom aggressiv og «sovende» (indolent) prostatakreft er vanskelig Kan teksturanalyse hente ut bildeinformasjon som «et øye ikke ser»? T2WI series Abstrakte mål på hvordan intensiteten i bildene er fordelt. a Gray-scale image Gray-levels Horizontal (0 ) GLCM Histology slide b j i = DWI DCE c T2WI texture analysis Entropy N i, j log N i, j ADC map K trans map V e map 19

20 Entropi skiller Gleason 3+4 fra Gleason

21 NRK februar 2012 Fra MULTIPARAMETRISK til MULTIMODAL 21

22 Hvorfor PET/MR? Komplementære modaliteter T2W DWI DCE PET Multiparametrisk MR MRI metabolisme PET PET/MR Fysiologi MR Anatomi (T2WI & T1WI) Hybrid PET/MR Multi parametrisk MR Anatomi (T2WI & T1WI) Cellularitet (DWI) Vaskularitet (DCE MRI) PET Metabolisme Anatomi 22

23 Men i hvilke kliniske problemstillinger? Få pasienter henvises på klinisk indikasjon til denne scanneren Foto: Geir Mogen/NTNU 23

24 PET/MR for lymfeknutestaging i høyrisiko prostatakreft MR: God på deteksjon og lokalisering samt påvisning av tumorvekst utenfor prostatakapselen MR: påvisning av spredning til lymfeknuter kan være utfordrende => PET kan være et nyttig tillegg Tracer: hvilken, fra hvor, halveringstid 18F Fluciclovine (FACBC) Deteksjon & Lokalisering T stadie N stadie Aminosyreanalog Halveringstid ca. MRI + PET 110 minutter 24

25 Studieoppsett PET/MR av hele bekkenområdet i høyrisikopasienter Prostatektomi med utvidet bekkenlymfeknute disseksjon (eplnd) Histologi gullstandard Lymfeknutemetastaser påvist i 10 av 26 pasienter ved histologi LN metastasis ~16x8 mm ~1.2mm 25

26 Foreløpige resultat viser at spesifisitet øker MR PET MR Sensitivitet 40% 40% Spesifisitet 87.5% 100% Falsk negative lymfeknuter: median ~3.5 mm Sann positive lymfeknuter: median ~22 mm Fortsatt lav sensitivitet: Kan ikke erstatte den prognostiske informasjonen fra eplnd Men høy spesifisitet: Tilpasning av kirurgisk templatområde Evt. ikke operere dersom lymfeknute med spredning er utenfor templatområde 26

27 Men hva med informasjonen fra prostata? Histopathology T2WI ADC K trans PET T2 fusion GS: 4+5 Pasient: 71 år, PSA 10.7 ng/ml, klinisk stadie T2, og Gleason score fra diagnostiske biopsier

28 Histologi Overført til MR (T2W) T2W tumor, benign hyperplasi (BPH) og inflammasjon markert av patolog tumor benigne lesjoner (BPH + inflam.) normalt vev (alt annet) Ekstraksjon av 8 bildeparametere (fra mpmr og PET) Klassifisering av tumor versus benigne voxler (Random Forest ) «Leave-patient-out validering» 28

29 Kombinasjon av både PET og MR parametere gir best klassifikasjon pet/mr MR PET Individuelle parametere Kombinerte parametere nt2w b800 ADC K trans K ep SUV 5-10 SUV SUV mr pet pet/mr AUROC Sensitivity Specificity

30 Eksempel fra en av pasientene 30

31 Nå installeres syklotron ved St. Olavs/NTNU.. ADRESSA februar

32 Oppsummering Etterspørsel på bildediagnostikk i forbindelse med kreftdiagnostikk og behandling øker MR avbildning har en viktig rolle i dette Kompleksiteten i den tilgjengelige bildeinformasjonen øker Det er behov for forskning som bidrar til optimal bruk Hvilke bildemodaliteter skal brukes til hvilke pasientgrupper og når! BMR protokoller/sekvenser Bildeanalyser Bedre beslutningsstøtte Persontilpasset diagnostikk og behandling 32

33 Takk St. Olavs Hospital Helena Bertilsson Anders Angelsen Sverre Langørgen Brage Kruger-Stokke Arne Solberg Heidi Knobel Torgrim Tandstad Øystein Størkersen Trond Viset Sjukehuset i Ålesund Olbjørn Klepp Internasjonalt: Radboud University Nijmegen Johns Hopkins School of Medicine, US University of California San Francisco, US MR Cancer gruppen, NTNU 33