Natrium-MRT zur nicht-invasiven Tumorcharakterisierung und Prädiktion molekularer Subtypen bei Gliompatienten

Zielsetzung In dieser Studie wurden 30 Gliompatienten mittels quantitativer 23Na-MRT bei 7.0 Tesla (7T) vor Radiochemotherapie untersucht, um die Signalheterogenität innerhalb der Tumore zu quantifizieren und eine Korrelation mit dem Isozitrat-Dehydrogenase (IDH)-Status zu überprüfen.

Material und Methoden 30 Gliompatienten wurden mittels 23Na-MRT an einem 7T-MRT (Siemens Healthineers, Erlangen) vor Radiochemotherapie, zusätzlich zum klinischen Routine-MRT, untersucht. Die Messung der 23Na-Signale erfolgte in einer doppelt-resonanten (1H/23Na) Spule basierend auf einer density-adapted-3D-radial-projection-Sequenz und einer iterativen 3D-DLCS Rekonstruktion. Für jeden Patienten wurden die MRT-Aufnahmen automatisch mittels MITK-Software koregistriert. Anschließend wurden KM-affine Areale (KM), peritumorales Ödem, Nekrosen und Bereiche unauffälliger weißer Substanz auf den 3T-MRT-Sequenzen segmentiert. Die mittleren 23Na-Signale aller Areale wurden durch paarweise t-Tests verglichen. Weiterhin wurde das 23Na-Signal im Tumorvolumen zwischen IDH-mutierten (mut, n1=8) und IDH-wildtyp-Gliomen (wt, n2=20) [2 Fälle: n/a] unter Verwendung des Whitney-Mann U-Tests verglichen.

Ergebnisse Die mittlere 23Na-Konzentration zeigte eine sukzessive Zunahme von weißer Substanz (WM) hin zu den nekrotischen Tumorarealen (mediane 23Na-Konzentration von: WM = 34,72 mM; Ödem = 50,22 mM; KM = 59,64 mM; Nekrose = 82,89 mM). Alle Tumoranteile unterscheiden sich in ihren 23Na-Signalen signifikant von der weißen Substanz (p<0,01). Des Weiteren zeigten IDH-mut-Gliome signifikant höhere 23Na-Signalintensitäten als IDH-wt-Gliome (wt = 52,37 (45,98 - 58,56)mM, mut = 65,02 (58,87 - 67,05)mM, p<0,01).

Schlußfolgerungen Die 23Na-MRT könnte eine nicht-invasive, verbesserte Differenzierung der Tumor-Heterogenität bei Gliomen ermöglichen. Die gezeigte Korrelation mit dem IDH-Status könnte insbesondere im post-therapeutischen Fenster die Diagnostik verbessern, da eine serielle Biopsie von Hirntumoren nicht möglich ist.