1. Simultaneous mapping of vasculature, hypoxia and proliferation using DSC-MRI, 18F-FMISO PET, and 18F-FLT PET in relation to contrast enhancement in newly diagnosed glioblastoma
- Author
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Collet, Solène, Guillamo, Jean Sébastien, Berro, David Hassanein, Chakhoyan, Ararat, Constans, Jean-Marc, Lechapt-Zalcman, Emmanuèle, Derlon, Jean-Michel, Hatt, Mathieu, Visvikis, Dimitris, Guillouet, Stéphane, Perrio, Cécile, Bernaudin, Myriam, Samuel, Valable, Hypoxie, physiopathologies cérébrovasculaire et tumorale (CERVOxy), Imagerie et Stratégies Thérapeutiques des pathologies Cérébrales et Tumorales (ISTCT), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Régional de Lutte contre le Cancer François Baclesse [Caen] (UNICANCER/CRLC), Normandie Université (NU)-UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN), Centre Hospitalier Universitaire de Nîmes (CHU Nîmes), Service de Neurochirurgie [CHU Caen], Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Caen, Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN), Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Nantes-Angers (CRCINA), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes), Department of Neurology [UCLA], University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California (UC)-University of California (UC)-David Geffen School of Medicine [Los Angeles], University of California (UC)-University of California (UC), CHU Amiens-Picardie, Laboratoire d'Anatomie Pathologique [CHU Caen], Laboratoire de Traitement de l'Information Medicale (LaTIM), Université de Brest (UBO)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Université de Brest (UBO), Laboratoire de Développements Méthodologiques en Tomographie par Emission de Positons (LDM-TEP), Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Imagerie et Stratégies Thérapeutiques des pathologies Cérébrales et Tumorales (ISTCT), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Couteau, Florence, UNICANCER-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Normandie Université (NU), CHU Caen, Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Normandie Université (NU)-Tumorothèque de Caen Basse-Normandie (TCBN)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA), University of California-University of California-David Geffen School of Medicine [Los Angeles], University of California-University of California, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Brest (CHRU Brest)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois Santé Agro Matière (IBSAM), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Imagerie et Stratégies Thérapeutiques des pathologies Cérébrales et Tumorales (ISTCT)
- Subjects
[SDV] Life Sciences [q-bio] ,Glioblastoma ,PET ,Vascular ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Proliferation ,[CHIM] Chemical Sciences ,Vasculature ,[CHIM]Chemical Sciences ,Oncology: Brain ,Hypoxia ,MRI - Abstract
CERVOXY/LDM TEP COLL; International audience; Conventional MRI plays a key role in the management of patients with high grade glioma but multiparametric MRI and PET tracers could provide further information to better characterize the tumor metabolism and heterogeneity, by identifying the regions having a high risk of recurrence. In this study, we focused on the proliferation, hypervascularization and hypoxia, all factors considered as factors of poor prognosis. They were assessed by measuring the uptake of 18F-FLT, the rCBV maps and the uptake of 18F-FMISO, respectively. For each modality, the volumes and high uptake sub-volumes (hotspots) were semi-automatically segmented and compared to contrast enhancement (CE) volume on T1w-Gd images, commonly used in the management of patient with glioblastoma. Methods: DSC MRI (31 patients), 18F-FLT PET (20 patients) and/or 18F-FMISO PET (20 patients), for a total of 31 patients, were performed on pre-operative glioblastoma patients. Volumes and hotspots were segmented on SUV maps for 18F-FLT (using FLAB) and 18F-FMISO (using mean contralateral + 3.3 SD) PET and on rCBV maps (using mean contralateral + 1.96 SD) for DSC MRI and overlaid on T1w-Gd images. For each modality, the percentage of peripheral volumes and the peripheral hotspot outside the CE volume were calculated. Results: All tumors showed high proliferation, hypervascularization and hypoxic regions. Images also showed pronounced heterogeneity of both tracers uptake and rCBV maps, within each individual case. Overlaid volumes on T1w-Gd images showed that some proliferative, hypervascularization and hypoxic regions extended beyond the CE volume but with marked differences between patients. The ranges of peripheral volume outside the CE volume were [1.6% - 155.5 %], [1.5% - 89.5%] and [3.1% - 78.0%] for 18F-FLT, rCBV and 18F-FMISO respectively. All patients had hyperproliferative hotspots outside CE volume, whereas hotspots of hypervasculature and hypoxia were mainly detected within the enhancing region. Conclusion: The spatial analysis of the multiparametric maps with the segmented volumes and hotspots provides valuable information to optimize the management and treatment of the patients with glioblastoma.
- Published
- 2021
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