A rák nemcsak Magyarországon, de a világ többi országában is népbetegség, társadalmi és nemzetgazdasági terheinek csökkentése közös érdekünk. Magyarországon évente 65 ezer körüli az újonnan regisztrált daganatos megbetegedések száma és 2011-ben több mint 33 ezren haltak meg rákos betegségben. (Molnár 2012)
Az aktív életszakasz meghosszabbítása, az életminőség és munkaképesség javítása, és nem utolsó sorban a daganatos megbetegedések halálozásának csökkentése az egyén érdekén túl társadalmi és népgazdasági jelentőséggel bír. A korszerű, számos esetben komplexen alkalmazott terápia jelentősen javítja a beteg élet esélyeit. A korszerű terápia korszerű diagnosztikát igényel, a betegség korai felismerése mellett a betegség mindenkori stádiumának pontos felmérését, a terápia hatékonyságának követését. (Kásler 2005, 2008, 2008, 2011)
A radiodiagnosztika utóbbi években ugrásszerűen megnőtt klinikai jelentősége egyrészt a rákbetegség incidenciájának növekedésével függ össze, másrészt a terápiás módszerek változásával, a komplex terápia és azon belül az agresszív kemoterápia alkalmazásával, ami képalkotó módszerek kontrollja mellett történik. (Gődény 2009 IME, 2012 IME)
Az onco-radio-diagnosztika a radiológián belül speciális terület, egyre nagyobb a társadalmi jelentősége, az onkológiai diagnosztikus és terápiás algoritmus minden fázisában részt vesz. (Gődény 2004 Magy. Onk.) A képalkotó diagnosztika gyors, dinamikus fejlődése alatt alkalmazkodnia kell a kutatások eredményeihez, a daganat stádium beosztás változáshoz, melyek megváltoztatják a terápia menetét. (Gődény 2004 Magyar Onk., Kórház Szaklap, Magy.
Rad., 2005 Magyar Tudomány)
Fontos, hogy ismerjük a változások logikáját, a stádium meghatározó szisztéma szempontjait az átlagos és az átlagtól eltérő daganatokat is. A tumor kiterjedés jelenősége anatómiai régióként és szövettani típusonként más és más. Bizonyos tumor típusoknál, pl.: malignus lymphomáknál az anatómiai kiterjedést speciális szempontok szerint értékeljük, máshogyan, mint a többi tumornál. Az anatómiai kiterjedés mellett a hisztológiai osztályozás és a szövettani grading szintén fontos prognosztikai meghatározók a betegség stádiumában, befolyásolják a választandó kezelést, így a vizsgálatra alkalmas diagnosztikus módszert is.
(Bragg 2002, Rubin 2001, Gődény 2011 Medicina, Az onkológia alapjai tankönyvben)
Az onko-radio-diagnosztikával foglalkozó radiológusnak tájékozottnak kell lenni az epidemiológiában, ismerettel kell rendelkeznie a tumor patogenezisében, hisztológiájában. Annak érdekében, hogy a megfelelő vizsgálati módszert válassza ki, megfelelő klinikai információval is rendelkeznie kell. Csak ezen ismeretek birtokában lehet helyesen kijelölni a vizsgálandó régiót, meghatározni a célravezető metodikát és a vizsgálati paramétereket. Standard protokollokra, standard minőségre, megfelelő tudásra, állandó képzésre és a szakemberek együttműködésére van szükség ahhoz, hogy a képalkotói diagnosztika a megfelelő terápia kiválasztását segítse.
Képalkotók feladatai
A képalkotó vizsgáló módszerek tumor morfológiai prognosztikai faktorokat határoznak meg, a tumor méretét, a tumoros invázió mélységét a környező szövetek érintettségét, a nyirokcsomók állapotát és a távoli metasztázisokat.
A daganat diagnosztika első lépése a tumor detektálása és a diagnózis fölállítása. Stádium meghatározáskor a primer tumort és környezetét (T) analizáljuk, a regionális nyirokcsomóáttétek (N) régióit vizsgáljuk és a távoli áttétek (M) kimutatására törekszünk.
A terápia hatékonyságának értékelésekor a daganat térfogatának, keringésének, sejt tartalmának, anyagcseréjének változását kell terápiás válaszként értékelnünk. A rákbetegség kezelésének követése a radiológia egyik legdinamikusabban fejlődő területe. (Eckhardt 2003, Rubovszky 2013) Olyan módszerekre van szükség amely, fel tudja mérni a terápia hatékonyságát abból a célból, hogy a nem kielégítő terápiát minél hamarabb meg lehessen változtatni. A terápia utáni státust rögzítő vizsgálat jelenti az alapot a követéses vizsgálatok értékeléséhez. A diagnosztika feladata, hogy kövesse a betegséget (follow-up vizsgálat), a terápia utáni státust a valóságnak megfelelően értékelje, a tumor reziduumot a posztterápiás maradványtól elkülönítse. Feladata az is, hogy minél korábban kimutassa a recidív daganatot és újabb stádiumot (restaging) határozzon meg. (Gődény 1995, Bragg 2002, Husband 2009, Rubin 2001, Gődény 1996, 2001 Gyógyforrás, 2002, 2004 Háziorvos, 2004 Kórház Szaklap, 2004 Magy. Onk. 2007 Lit. Med., 2009, 2011 Medicina Az onkológia alapjai, 2012 IME) KÉPALKOTÓ MÓDSZEREK
A technika fejlődésével a daganat képalkotói diagnosztikája nagy fejlődésen ment át a terápiájukhoz hasonlóan. A digitális képalkotó módszerek közül a komputertomográfia (CT), ultrahang-(UH), mágneses rezonanciás-vizsgálat (MRI) és a pozitron emissziós tomográfia-CT (PET/tomográfia-CT) hatalmas lehetőségek az onkológiai diagnosztikus és terápiás algoritmus minden fázisában. (Gődény 2001 Akadémia Kiadó, Gődény 2002 Medicina, Husband 2009, Gődény 2001 LAM., 2002, 2005 Magyar Tudomány, 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben) A hagyományos röntgenvizsgálatok (RTG) jelentősége a nagy digitális réteg képalkotók birtokában csökkent. A képek digitális kiértékelése, archiválása, elektronikus továbbítása a digitális konzultáció lehetőségei tovább szélesítik az onkológiai diagnosztika lehetőségeit. A fejlődés az ún. film nélküli radiológia felé vezet (PACS, Picture Archiving and Communication System). Komputeres értékelő programok, ún. CAD (Computer Assisted Diagnosis) módszerek segítik a vizsgálatok értékelését, pl. emlő-, tüdőgócok, vastagbél polypok megtalálását. (Gődény 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben)
Az anatómiai képalkotó módszerek (RTG, angiográfia, UH, CT, MRI) jobbára csak előrehaladott tumoros folyamatot tudnak sokszor detektálni. Az angiográfia szerepe megváltozott, diagnosztikus feladata csökkent, terápiás alkalmazása (katéteres kemoperfúzió, kemoembolizáció, sztentek behelyezése) egyre gyakoribb. Az anatómiai képalkotók lehetőséget adnak arra, hogy vezérlésükkel a kérdéses elváltozásból mintavételt végezzünk.
(Bak 2013) A mintavétel történhet aspirációval cytológiára vagy szövethenger (core) biopsziával hisztológiára. A funkcionális képalkotó módszerek (izotóp, Single Photon Emission CT=SPECT, PET/CT, MR-spektroszkópia, Dynamikus-MRI, Diffúziós-MRI, stb.) a metabolikus elváltozások molekuláris szinten zajló biokémiai folyamatainak
megjelenítését teszik lehetővé. A jövőbe tekintve, új lépésként az orvosi képalkotó módszerek az in vitro megközelítésről áttérnek az in vivo képalkotásra. A közeljövőben a molekuláris és mikroszkopikus képalkotók feladata lesz a daganatok individuális folyamatainak ábrázolása.
A funkcionális, molekuláris képalkotói technikák (főleg az MRI funkcionális mérései és a PET/CT a különböző szövet specifikus radiofarmakonokkal) klinikai validálása és rutinba állítása napjaink kutatásának legforróbb témái közé tartozik. (Husband 2009, Gődény 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben, 2013 Zafir Press, 2014 Magy. Onk. Bidlek 2015, Jederán 2015)
Ultrahang (UH)
Az UH számos szerv daganatos elváltozásának felismerésében az első vizsgáló módszer és sok esetben a folyamat rendszeres, rutin ellenőrzésére is alkalmas. Csaknem minden szervünk vizsgálható UH-val, kivéve a csont és a légtartó tüdő. Az UH közismert előnye, hogy nem-ionizáló sugárzással dolgozik, akárcsak az MRI, korlátja, hogy kevéssé standardizálható, mint a CT vagy az MRI, valamint nem ad átfogóan dokumentálható képet. (Gődény-Harkányi 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben)
Komputertomográfia (CT)
Az eljárás alapvetően új térbeli szemléletet hozott a radiológiába és új anatómiai tájékozódást is igényel. (Hopper 2000, Gődény 1995, 2002, 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben) A korszerű berendezés multi-detektoros-, vagy multi-slice spirál CT (MDCT, MSCT, 4, 6, 8, 10, 16, 64 vagy még több detektorsoros). Ezek a másodperc töredéke alatt készítenek szeleteket (egyszerre négyet, nyolcat, tizenhatot, stb.). A nagymennyiségű, térfogatban gyűjtött homogén adathalmazból kitűnő minőségű, tetszőleges síkú akár 0,5 -1 mm vastagságú képrekonstrukciók is készíthetők, ezáltal az anatómiai felbontás, valamint a térbeli ábrázolás feltételei kiválóak. A CT annak ellenére, hogy biológiailag negatív (ionizáló röntgensugár) sugárzás abszorpcióján alapszik, jelen képalkotók között a legjobb tulajdonságokat egyesíti magában: gyors időbeli, kiváló térbeli és jó lágyrész felbontása kitűnő képalkotást biztosít, standard módon, mindezt a beteg számára kevéssé megterhelően nyújtja.
A CT-vizsgálat az onkológiában új karrierjét a PET berendezésekkel együtt futja napjainkban.
(Borbély 2011, 2014)
Mágneses rezonancia vizsgálat (MRI)
Az MRI lágyrész-felbontása kontrasztanyag alkalmazása nélkül is jobb, mint a CT-é, multiplanáris képalkotása pedig a módszer további, vitathatatlan előnye. Az MRI lágyrész-felbontó képességét a paramagnetikus kontrasztanyagok alkalmazása tovább növelte.
Ionizáló sugárzás nélküli vizsgálat, mely ismereteink szerint nem jelent a szervezetre káros biológiai hatást.
Az MR kép a hidrogén atomok vizsgálatán alapszik, a szövetekben lévő hidrogén atomok megoszlásáról és kötöttségi állapotáról ad tájékoztatást. A protonok gerjesztése és a mágneses rezonanciás jel mérése sokféleképpen történhet, a különböző mérési módok (szekvenciák) értékelésekor szöveti jellemzők határozhatók meg. Az MRI azokban az esetekben is hasznos,
amikor a CT vizsgálat kontraszt-érzékenység miatt nem végezhető el. Az MRI jelintenzitás az elváltozás sejt, víz, fehérje, fém, mésztartalmától, viszkozitásától, valamint vaszkularizációtól függ. Bár az esetek többségében szövettani pontosságú meghatározásra az MR sem alkalmas, vannak olyan jellegzetes MR morfológiai jelek, melyekkel az elváltozás jóindulatúságáról, vagy rosszindulatúságáról vélemény mondható. (Husband 2009, Gődény 1995, 2001 LAM, 2002, 2004 Magy. Onk., 2005, 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben, Gődény 2011 Medicina online Gődény 2012 Orv. Hetilap, Horváth-Gődény 2012 Zafir Press, Gődény 2013 Zafir Press, Gődény 2015 Medicina)
Az MR technika nyújtja a legszélesebb platformot, ahol ugyanazon a készüléken ionizáló sugárzás nélkül, egyszerre többféle mérésmód alkalmazásával a kiváló anatómiai felbontás mellett szöveti analízis is végezhető, és a tumor eredetére, összetételére, vonatkozó biológiai folyamatok mérhetők, akár kontrasztanyag adása nélkül is. (Láng-Gődény 2003, Sala 2013, Brocker 2011, Kotlán-Gődény 2015)
A daganatok MR vizsgálatára magas térerejű berendezés szükséges (≥1,5 Tesla), szigorúan meghatározott technikai feltételek mellett alkalmazva. A magas mágneses térerő javítja a jel-zaj viszonyt, ezáltal a térbeli felbontást is, valamint csökkenti a vizsgálati időt. (Gődény 2014 Cancer Imag., Magy. Onk., Léránt-Gődény 2015, Horváth-Gődény 2015, Jederán-Gődény 2015, Bidlek-Gődény 2015)
A 3-T alkalmazásakor a magas térerőnek hátránya, hogy növekszik a mágnességből adódó műtermékek száma, ami a vizsgálat pontosságát csökkenti. A folyamatos hardware és software fejlesztések, a felbontást növelő antennák (sok csatornás tekercsek) és a parallel képalkotó technika tovább javítja a képminőséget.
A kiváló morfológiát nyújtó konvencionális szekvenciák mellett új, speciális MR mérésmódokat is alkalmazhatunk, melyek funkcionális, molekuláris információval szolgálnak, valamint a szövet specifikus kontrasztanyagok (pl. hepatocyta-, RES specifikus) alkalmazásával a vizsgálat diagnosztikus pontossága javítható. (Láng-Gődény 2003, Gődény 2011 Medicina Az onkológia alapjai tankönyvben, 2012 Orv. Het., 2013 Magy. Onk., 2013 Zafir Press, 2013 Cancer Imag., Magy. Onk., Jederán-Gődény 2015, Horváth-Gődény 2015, Bidlek-Gődény 2015)
A több mérésen alapuló multiparametrikus MRI (MP-MRI) fontos prognosztikai faktorokat határoz meg, a tumor stádiumát, valamint térképet ad a sebésznek, sugárterapeutának, tájékoztat a kezelés hatékonyságáról és segítségével pontosítani lehet a mintavétel helyét is. (Horváth-Gődény 2015, Jederán-Gődény 2015, Gődény 2014 Magy. Onk.) Az MR korlátja, hogy a korszerű CT-hez viszonyítva a vizsgálati idő hosszabb, a módszer költségesebb, ezáltal nehezebben hozzáférhető és a betegek egy része nehezen viseli el a CT-nél zártabb vizsgálati alagutat. Egyes, a testbe épített mágnesezhető fémek (pl. pacemaker, agyi aneurysma clip, cochlealis implantátum és régi típusú szívbillentyű, stb.) a vizsgálatot kontraindikálhatják és számolnunk kell a fém zavaró műtermékével is.
A magasabb mágneses térerő fokozott veszélyt jelenthet azoknál a betegeknél, akiknek fém van a szervezetükben.
Funkcionális MRI mérések, molekuláris információt nyújtó MR technikák Diffúzió súlyozott MRI (DW-MRI)
DW-MRI képalkotás a vizsgálandó szövetben a vízmolekulák random diffúziós mozgását vizsgálja és alkalmas arra, hogy noninvazív módon az élő szövetekben zajló vízmolekulák mozgásának mértékéről tájékoztasson a mágneses mező gradiensek alkalmazásával. A sejt szinten zajló mikrostruktúrális elváltozások módosítják a vízmolekulák mozgását (1. ábra), ez a diffúziós képeken normálistól eltérő jelintenzitással mutatkozik. (Thoeny 2010, 2012, Gődény 2014, Bidlek-Gődény 2015, Jederán-Gődény 2015, Horváth-Gődény 2015).
Az emberi test szöveteiben a vízmolekulák mozgása környezetük által befolyásolt, a sejtmembránok és makromolekulák által korlátozott. Minél sejtdúsabb egy szövet annál korlátozottabb a vízmolekulák mozgása, ezzel szemben minél sejtszegényebb a szövet vagy, ha a sejteket elhatároló sejtmembránok integritása sérült, annál szabadabban mozoghatnak a vízmolekulák. A daganatok kimutatása a sejtsűrűségen, differenciáldiagnosztikájuk a hypercellularitás különbözőségén alapszik.
A DW-MRI mérés eredendően T2-súlyozott szekvencia, melyet az MR gradiens a diffúzió kimutatására érzékenyített. Daganatoknál a diffúzió súlyozott rétegeket axiális síkokban, echoplanáris szekvenciákkal, parallel képalkotás alkalmazásával készítjük.
1. ábra A vízmolekula mozgásának lehetőségei különböző szöveti környezetben A diffúzió mérésére számos modellt ajánlanak, és számos méréssel kísérleteznek. Az Apparent Diffusion Coefficient (ADC) kvantitatív paraméter, biomarker, mely a szövetek víz-diffúzióját méri, a diffúziógátlás mértékét 10-3 mm2/sec egységben fejezi ki. A mérés szenzitivitását a szekvencia diffúzió súlyozottságának mértékét az alkalmazott „b” érték fejezi ki, ez az MR gradiens bizonyos faktoraitól függ, mely a gradiens időtartamára és amplitúdójára vonatkozik. Amennyiben minimum két b-értéket (rendszerint b=0 vagy 50 és b = 800 vagy 1000 s/mm2) használunk, a diffúzió gátlás által okozott jelintenzitás változást kvantitatívan mérni lehet. A környező szövetekhez viszonyított magas jelintenzitás a magas b-értékű képeken és annak csökkent ADC értéke gátolt diffúzióra utal, melyet a tumor magas cellularitása eredményez.
A DW-MRI értékelése egyrészt kvalitatív módon, a képeken látható jelintenzitás elemzésével, másrészt kvantitatív módon, az ADC mérések (Apparent Diffusion Coefficient) kiszámításával történik. A módszerrel nyert adat jellegzetes lehet az elváltozás tumoros vagy nem tumoros eredetére. A malignitásra típusos lézió a magas b-értékkel készült DW rétegen magas jelintenzitású és a hozzá tartozó, kalkulált ADC kép a hypercelluláris lézió által okozott gátolt diffúzió miatt alacsony jelintenzitású. A DW-MRI fontos kiegészítő információval szolgál a stádium meghatározásához, és nagyon hasznos lehet a chemo-radio-terápia (CRT)
utáni posztterápiás reziduum és a daganat reziduum ill. recidíva elkülönítésében, valamint a terápia hatékonyságának vizsgálatában is.
Nehézséget jelent, hogy nincs olyan daganat, melynél meghatározható lenne az az ADC határérték, melynek alapján a malignitás pontosan kimondható. Kérdéses, hogy az ADC érték szolgálhat-e biomarkerként a tumor malignitás fokának, agresszivitásának meghatározásában.
(Thoeny 2010, 2012)
Csapdát jelent az ADC értékek átfedése miatt a magas cellularitású normál szövetek-, a benignus tumorok diffúzió gátlása, a rosszul differenciált, nekrotikus daganatok, a jól differenciált rákok értékelése. (Sala 2013) A pontos tájékozódáshoz segítséget nyújt a magas (>1000s/mm2) b-érték alkalmazása és a kontrasztanyagos, valamint T2-súlyozott képekkel való összevetés (Thoeny 2010, 2012, Sala 2013, Levy 2011), azaz a MP-MRI komplex értékelése.
A csapdák és nehézségek ellenére a diffúzió súlyozott képalkotás az MP-MRI egyik fontos mérésmódja, rutinszerű alkalmazása javasolt. Alapvető fontosságú, hogy az értékelésben a DW-MRI képeket a morfológiai képekkel mindig összevessük, és komplex módon értékeljük A teljes test diffúzió súlyozott MRI (WB-DWI-MRI) kiváló korrelációt mutat az FDG-PET/CT-vel a távoli metasztázisok meghatározásában. Összehasonlítva a CT-vel, magas pontosságú a primer tumor karakterizálásában és szóródásának kimutatásában is.
Retroperitoneális nyirokcsomó metasztázis kimutatására a DW-MRI és az FDG-PET-CT pontossága egyaránt 87%, a CT-é 71%. (Michielsen 2014) A módszer rutinszerű alkalmazását a megnyúlt vizsgálati idő nehezíti.
Multifázisos kontrasztanyagos MRI (M-DCE-MRI)
A többfázisú kontrasztanyagos MR vizsgálat során, mely nem tévesztendő össze a perfúziós kontrasztos vizsgálattal, az eltérő halmozású fázisok miatt a tumorok jobban elkülöníthetők a környezetüktől és a különböző vaszkularizációjuk miatt differenciál diagnosztikai előnyökhöz is juthatunk. A vizsgálatkor 3D gradiens echo T1-súlyozott sorozatokat készítünk, az első mérés natív, majd a kontrasztanyag intravénás alkalmazása után 1 percen belül, majd 2, 3 és 5 perc elteltével készülnek a mérések. A korai kontrasztos fázisban látszanak legjobban a hypervascularisált tumorok, a későbbi sorozatokon a máj áttétek nagy része, az apró, peritonealis, serosán lévő áttétek különíthetők el jól. (Gődény 2011 Medicina, 2013 Zafir Press, 2015 Medicina, Horváth 2014, 2015)
Perfúziós, dinamikus kontraszthalmozáson alapuló MRI (P-DCE-MRI)
A perfusiós-dinamikus MRI vizsgálat alkalmával az intravénásan alkalmazott gadolinium-kelát paramágneses kontrasztanyag által okozott jelintenzitás növekedést az idő függvényében vizsgáljuk, és jellegzetes farmakokinetikus adatokat nyerhetünk, azáltal, hogy a tumoros erek áteresztőképessége eltér a normális erekétől. A P-DCE-MRI alkalmával készített T1-súlyozott mérésekkel az extravascularis, extracellularis tér értékelése történik, a kontrasztanyag által létrehozott jelintenzitás változást lehet analizálni, mely az elváltozás erezettségéről, az erek permeábilitásáról, a patológiás erezettség terápia hatására bekövetkezett változásáról informál. A T2* mérés alkalmazásakor a képek a szöveti perfúzióról és a vér volumenről tájékoztatnak.
A kontrasztanyag daganaton belüli halmozódásának és kimosódásának üteme a daganat aktuális vaszkularizációjára jellemző biomarker, mely kvalitatív, szemikvantitatív és kvantitatív módon elemezhető. A kvalitative elemzéskor a kontrasztanyag halmozódásának mértékét a T1-súlyozott rétegeken a jelintenzitás fokozódásával, homogenitásával illetve inhomogenitásával jellemezzük.
A mérésmódok gyorsulásával a kontrasztanyag eloszlás dinamikus megítélése javul és az információgyűjtés egyre jobb térbeli-, kontraszt- és időbeli felbontás mellett válik lehetővé.
Az idő-intenzitás görbét T1-súlyozott gyors gradiens echo mérésekkel készítjük, szemikvantitatív módon analizáljuk. A néhány másodperces mérések sora több percen át, 80-100 dinamikus fázisban, egyenként kb. 20 szelettel történik, a vizsgálat időfelbontása pusztán néhány másodperc. (Léránt-Gődény 2015) A kontrasztanyag halmozás mértéke és időbeli lefutása több paraméter szerint értékelhető és ez alapján az elváltozás karakterizálható. A mérésre kiválasztott régióban (region of interest: ROI) leggyakrabban a kontraszthalmozás maximumát (relative maximum enhancement: RME), valamint azt az időt, ami alatt a halmozás maximuma létrejött (time to peak: TTP), és a kontrasztanyag kimosódásának mértékét (relative wash-out: RWO, a görbe alatti területet jelenti) analizáljuk. (Furukawa 2013, Lodder 2012, Chikui 2011, Bisdas 2010, Léránt-Gődény 2015)
A malignus daganatok rapid wash-in és wash-out jelenséget mutatnak kontrasztanyag alkalmazásakor, de a nekrotikus daganatok hypoxiásak, a rossz perfúzió miatt a kontrasztanyagot nem halmozzák.
A T1 relaxáció változásából kvantitative kinetikai paraméterek is nyerhetők, melyet a kontrasztanyag koncentráció időbeli változásából számíthatunk, matematikailag illesztett farmakodinamikai modellek segítségével. A legismertebb farmakodinamikai modell a Tofts-Ketty féle modell. (Tofts 1999)
A perfúziós MRI egyik indikációja a kemoterápiás kezelés hatékonyságának mérése lehet, hatékony terápia esetén a tumor véráramlásának változása már a daganat méretének csökkenése előtt felismerhető. A kutatások arra is utalnak, hogy a P-DCE-MR ígéretes módszer a terápia utáni reziduális tumor vagy recidíva vizsgálatára is. (Gődény 2013 Zafir Press, 2014 Magy. Onk., Metcalfe 2013, Chikui 2012, Léránt-Gődény 2015)
MR spektroszkópiás képalkotás (MRSI)
A mágneses rezonancia spektroszkópiás képalkotás (MRSI) a szövetek metabolizmusáról olyan biokémiai információt nyújt, mely a daganatokra jellemző metabolikus biomarkereket kvantitatíve méri és a szövetek molekuláris összetételét in vivo, noninvazív módon értékeli.
A kis molekulasúlyú metabolitok (cholin, kreatinin, laktát, stb.) meghatározásával a sejtfunkciós folyamatok végtermékét vizsgálja, mely az adott fehérje enzimatikus működését kvantitatívan jellemzi. (Metcalfe 2013) Leggyakrabban a hidrogén spektroszkópiát (1H-MRS) használjuk, de a foszfor, fluor és a szén spektroszkópiás vizsgálata is a kutatások tárgyát képezi. (Bisdas 2007, King 2004, King 2005, King 2010)
Az MRI és az MRS között az a fő különbség, hogy az MRI térbeli felbontása a víz proton-jelének eloszlásán alapszik és anatómiai információval szolgál, ezzel ellentétben az 1H-MRS elnyomja a víz jelét azért, hogy kémiai információt nyerjen az alacsony koncentrációban lévő is. Az MRSI adatait rendszerint vonalas spektrumként analizáljuk. A proton spektroszkópia (1H-MRS) a cholin szint kimutatásán alapszik, mivel annak emelkedése a sejtmembrán
pusztulás biomarkere. (Razek 2013) A cholin a sejtmembrán alapvető alkotó része, szintje a sejtmembrán integritásának, megújulásának függvénye, így változik apoptosis, necrosis során.
Kutatások folynak a sugárterápia hatékonyságának MRSI-vel történő korai meghatározására, az ionizáló sugárzás által okozott cytotoxicitás kimutatására agresszív tumorok esetén, például az anaplasztikus pajzsmirigy carcinománál. Az ionizáló sugárzás által okozott cytotoxicitás magas térbeli és időbeli felbontást nyújtó MRSI-vel real time vizsgálható.
(Sandulache 2014)
Számos kutatás bizonyítja, hogy a tumor szövet hypoxia fontos szerepet játszik a szolid tumorok sugárkezelésre adott válaszreakciójában és lehetséges, hogy a kemoterápia hatékonyságát is befolyásolja. Az eredmények azt mutatják, hogy a tumor oxigenizációjának mérésével előre meghatározható lenne, hogyan reagál a daganat a sugárkezelésre. A tumor oxigenizációjának mérése nehéz feladatot jelent, számos metodikával kísérleteznek: laser, doppler, flow metriával, oxigénelektróda mérésekkel, stb. A foszfor spektroszkópia (31 P-MRS) a hypoxia mérésének noninvazív alternatívája, a foszfor és a béta-ATP arányával in
Számos kutatás bizonyítja, hogy a tumor szövet hypoxia fontos szerepet játszik a szolid tumorok sugárkezelésre adott válaszreakciójában és lehetséges, hogy a kemoterápia hatékonyságát is befolyásolja. Az eredmények azt mutatják, hogy a tumor oxigenizációjának mérésével előre meghatározható lenne, hogyan reagál a daganat a sugárkezelésre. A tumor oxigenizációjának mérése nehéz feladatot jelent, számos metodikával kísérleteznek: laser, doppler, flow metriával, oxigénelektróda mérésekkel, stb. A foszfor spektroszkópia (31 P-MRS) a hypoxia mérésének noninvazív alternatívája, a foszfor és a béta-ATP arányával in