Multimodality medical imaging (PET/CT-MRI) of hypoxia

L’hypoxie intra-tumorale est associée à un mauvais pronostic et une mauvaise réponse au traitement dans les cancers ORL. Son identification permettrait d’augmenter la dose de rayonnement aux sous-volumes tumoraux hypoxiques. Les principales techniques d’imagerie de l’hypoxie sont dominées par l’imagerie TEP/TDM au 18F-FMISO. D’autre part, plusieurs techniques IRM ont été décrites comme pouvant mettre en évidence la présence d’hypoxie. Parmi ces techniques, nous avons étudié l’IRM de diffusion de l’eau libre (ADC), l’IRM de perfusion dynamique (DCE) et l’IRM quantitative (cartographies T1 et T2). Dans le but d’optimiser les conditions d’acquisitions et de reconstruction des images, nous avons montré que l’utilisation de l’algorithme BPL Q-Clear permet une amélioration de la mesure des images en TEP au 18F-FMISO sans amélioration de la détectabilité des sous-volumes hypoxiques. Nous avons également montré, avec un temps d’acquisition cliniquement acceptable, que la mesure de T1 et de T2 était reproductible (écart 1,25). Nos résultats montrent qu’il est recommandé de réaliser la segmentation du sous-volume hypoxique tumoral sur les images TEP/TDM au 18F-FMISO, au sein de l’union des volumes obtenus en TEP au 18F-FDG et en IRM. Le SUVmax, SUVmean, SUVpeak pour la TEP au 18F-FDG et le SUVmax pour la TEP au 18F-FMISO ont montré des différences statistiquement significatives entre les patients avec et sans sous-volume hypoxique. Notre étude montre également des différences statistiquement significatives des paramètres ADC, T1, et T2 entre les lésions tumorales hypoxiques et normoxiques, mais pas pour les paramètres d’IRM-DCE. A notre connaissance, il s’agit de la première étude mettant en évidence l’apport des cartographies de T1 et T2 dans l’étude de l’hypoxie tumorale, montrant des résultats encourageants qui devront être confirmés.Intratumoral hypoxia is associated with poor prognosis and response to treatment in H&N cancers. Its identification would allow increasing the radiation dose to hypoxic tumor subvolumes. The main hypoxia imaging techniques are dominated by 18F-FMISO PET/CT imaging. On the other hand, several MRI techniques have been described as being able to show the presence of hypoxia. Among these techniques, we studied diffusion MRI (ADC), dynamic perfusion MRI (DCE) and quantitative MRI (T1 and T2 mapping). In order to optimize the conditions of image acquisition and reconstruction, we have showed that the use of the Q-Clear GLP algorithm allows an improvement in the measurement of 18F-FMISO PET images without improving the detectability of hypoxic subvolumes. We also have showed, with a clinically acceptable acquisition time, that T1 and T2 measurement are reproducible ( 1,25). Our results indicated that it is recommended to perform the hypoxic tumor subvolume segmentation on 18F-FMISO PET/CT images, within the union of volumes obtained from 18F-FDG PET and MRI. SUVmax, SUVmean, SUVpeak for 18F-FDG PET and SUVmax for 18F-FMISO PET have showed statistically significant differences between patients with and without hypoxic subvolume. Our study also have showed statistically significant differences in ADC, T1, and T2 between hypoxic and normoxic tumor lesions but not for DCE-MRI. To our knowledge, this is the first study highlighting the contribution of T1 and T2 mapping in the evaluation of tumor hypoxia. These encouraging results should be confirmed

Imagerie médicale multimodalité (TEP-TDM/IRM) de l'hypoxie

Intratumoral hypoxia is associated with poor prognosis and response to treatment in H&N cancers. Its identification would allow increasing the radiation dose to hypoxic tumor subvolumes. The main hypoxia imaging techniques are dominated by 18F-FMISO PET/CT imaging. On the other hand, several MRI techniques have been described as being able to show the presence of hypoxia. Among these techniques, we studied diffusion MRI (ADC), dynamic perfusion MRI (DCE) and quantitative MRI (T1 and T2 mapping). In order to optimize the conditions of image acquisition and reconstruction, we have showed that the use of the Q-Clear GLP algorithm allows an improvement in the measurement of 18F-FMISO PET images without improving the detectability of hypoxic subvolumes. We also have showed, with a clinically acceptable acquisition time, that T1 and T2 measurement are reproducible ( 1,25). Our results indicated that it is recommended to perform the hypoxic tumor subvolume segmentation on 18F-FMISO PET/CT images, within the union of volumes obtained from 18F-FDG PET and MRI. SUVmax, SUVmean, SUVpeak for 18F-FDG PET and SUVmax for 18F-FMISO PET have showed statistically significant differences between patients with and without hypoxic subvolume. Our study also have showed statistically significant differences in ADC, T1, and T2 between hypoxic and normoxic tumor lesions but not for DCE-MRI. To our knowledge, this is the first study highlighting the contribution of T1 and T2 mapping in the evaluation of tumor hypoxia. These encouraging results should be confirmed.L’hypoxie intra-tumorale est associée à un mauvais pronostic et une mauvaise réponse au traitement dans les cancers ORL. Son identification permettrait d’augmenter la dose de rayonnement aux sous-volumes tumoraux hypoxiques. Les principales techniques d’imagerie de l’hypoxie sont dominées par l’imagerie TEP/TDM au 18F-FMISO. D’autre part, plusieurs techniques IRM ont été décrites comme pouvant mettre en évidence la présence d’hypoxie. Parmi ces techniques, nous avons étudié l’IRM de diffusion de l’eau libre (ADC), l’IRM de perfusion dynamique (DCE) et l’IRM quantitative (cartographies T1 et T2). Dans le but d’optimiser les conditions d’acquisitions et de reconstruction des images, nous avons montré que l’utilisation de l’algorithme BPL Q-Clear permet une amélioration de la mesure des images en TEP au 18F-FMISO sans amélioration de la détectabilité des sous-volumes hypoxiques. Nous avons également montré, avec un temps d’acquisition cliniquement acceptable, que la mesure de T1 et de T2 était reproductible (écart 1,25). Nos résultats montrent qu’il est recommandé de réaliser la segmentation du sous-volume hypoxique tumoral sur les images TEP/TDM au 18F-FMISO, au sein de l’union des volumes obtenus en TEP au 18F-FDG et en IRM. Le SUVmax, SUVmean, SUVpeak pour la TEP au 18F-FDG et le SUVmax pour la TEP au 18F-FMISO ont montré des différences statistiquement significatives entre les patients avec et sans sous-volume hypoxique. Notre étude montre également des différences statistiquement significatives des paramètres ADC, T1, et T2 entre les lésions tumorales hypoxiques et normoxiques, mais pas pour les paramètres d’IRM-DCE. A notre connaissance, il s’agit de la première étude mettant en évidence l’apport des cartographies de T1 et T2 dans l’étude de l’hypoxie tumorale, montrant des résultats encourageants qui devront être confirmés

Imagerie médicale multimodalité (TEP-TDM/IRM) de l’hypoxie : Etude RTEP8 – HYPONECK

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Imagerie médicale multimodalité (TEP-TDM/IRM) de l'hypoxie

Intratumoral hypoxia is associated with poor prognosis and response to treatment in H&N cancers. Its identification would allow increasing the radiation dose to hypoxic tumor subvolumes. The main hypoxia imaging techniques are dominated by 18F-FMISO PET/CT imaging. On the other hand, several MRI techniques have been described as being able to show the presence of hypoxia. Among these techniques, we studied diffusion MRI (ADC), dynamic perfusion MRI (DCE) and quantitative MRI (T1 and T2 mapping). In order to optimize the conditions of image acquisition and reconstruction, we have showed that the use of the Q-Clear GLP algorithm allows an improvement in the measurement of 18F-FMISO PET images without improving the detectability of hypoxic subvolumes. We also have showed, with a clinically acceptable acquisition time, that T1 and T2 measurement are reproducible ( 1,25). Our results indicated that it is recommended to perform the hypoxic tumor subvolume segmentation on 18F-FMISO PET/CT images, within the union of volumes obtained from 18F-FDG PET and MRI. SUVmax, SUVmean, SUVpeak for 18F-FDG PET and SUVmax for 18F-FMISO PET have showed statistically significant differences between patients with and without hypoxic subvolume. Our study also have showed statistically significant differences in ADC, T1, and T2 between hypoxic and normoxic tumor lesions but not for DCE-MRI. To our knowledge, this is the first study highlighting the contribution of T1 and T2 mapping in the evaluation of tumor hypoxia. These encouraging results should be confirmed.L’hypoxie intra-tumorale est associée à un mauvais pronostic et une mauvaise réponse au traitement dans les cancers ORL. Son identification permettrait d’augmenter la dose de rayonnement aux sous-volumes tumoraux hypoxiques. Les principales techniques d’imagerie de l’hypoxie sont dominées par l’imagerie TEP/TDM au 18F-FMISO. D’autre part, plusieurs techniques IRM ont été décrites comme pouvant mettre en évidence la présence d’hypoxie. Parmi ces techniques, nous avons étudié l’IRM de diffusion de l’eau libre (ADC), l’IRM de perfusion dynamique (DCE) et l’IRM quantitative (cartographies T1 et T2). Dans le but d’optimiser les conditions d’acquisitions et de reconstruction des images, nous avons montré que l’utilisation de l’algorithme BPL Q-Clear permet une amélioration de la mesure des images en TEP au 18F-FMISO sans amélioration de la détectabilité des sous-volumes hypoxiques. Nous avons également montré, avec un temps d’acquisition cliniquement acceptable, que la mesure de T1 et de T2 était reproductible (écart 1,25). Nos résultats montrent qu’il est recommandé de réaliser la segmentation du sous-volume hypoxique tumoral sur les images TEP/TDM au 18F-FMISO, au sein de l’union des volumes obtenus en TEP au 18F-FDG et en IRM. Le SUVmax, SUVmean, SUVpeak pour la TEP au 18F-FDG et le SUVmax pour la TEP au 18F-FMISO ont montré des différences statistiquement significatives entre les patients avec et sans sous-volume hypoxique. Notre étude montre également des différences statistiquement significatives des paramètres ADC, T1, et T2 entre les lésions tumorales hypoxiques et normoxiques, mais pas pour les paramètres d’IRM-DCE. A notre connaissance, il s’agit de la première étude mettant en évidence l’apport des cartographies de T1 et T2 dans l’étude de l’hypoxie tumorale, montrant des résultats encourageants qui devront être confirmés

Predictive value of Intra tumor heterogeneity on baseline 18F-FDG PET images in esophageal cancer

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Trimodality PET/CT/MRI and Radiotherapy: A Mini-Review

International audienceComputed tomography (CT) has revolutionized external radiotherapy by making it possible to visualize and segment the tumors and the organs at risk in a three-dimensional way. However, if CT is a now a standard, it presents some limitations, notably concerning tumor characterization and delineation. Its association with functional and anatomical images, that are positron emission tomography (PET) and magnetic resonance imaging (MRI), surpasses its limits. This association can be in the form of a trimodality PET/CT/MRI. The objective of this mini-review is to describe the process of performing this PET/CT/MRI trimodality for radiotherapy and its potential clinical applications. Trimodality can be performed in two ways, either a PET/MRI fused to a planning CT (possibly with a pseudo-CT generated from the MRI for the planning), or a PET/CT fused to an MRI and then registered to a planning CT (possibly the CT of PET/CT if calibrated for radiotherapy). These examinations should be performed in the treatment position, and in the second case, a patient transfer system can be used between the PET/CT and MRI to limit movement. If trimodality requires adapted equipment, notably compatible MRI equipment with high-performance dedicated coils, it allows the advantages of the three techniques to be combined with a synergistic effect while limiting their disadvantages when carried out separately. Trimodality is already possible in clinical routine and can have a high clinical impact and good inter-observer agreement, notably for head and neck cancers, brain tumor, prostate cancer, cervical cancer

Prognostic value of standard metabolic indexes and heterogeneity indexes from pre-treatment PET: application to esophageal cancer

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Comparison of Hypermetabolic and Hypoxic Volumes Delineated on [18F]FDG and [18F]Fluoromisonidazole PET/CT in Non-small-cell Lung Cancer Patients

International audienceThe high rates of failure in the radiotherapy target volume suggest that patients with stage II or III non-small-cell lung cancer (NSCLC) should receive an increased total dose of radiotherapy. 2-Deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose ([18F]FDG) and [18F]fluoromisonidazole ([18F]FMISO) (hypoxia) uptake on pre-radiotherapy positron emission tomography (PET)/X-ray computed tomography (CT) have been independently reported to identify intratumor subvolumes at higher risk of relapse after radiotherapy. We have compared the [18F]FDG and [18F]FMISO volumes defined by PET/CT in NSCLC patients included in a prospective study

Prognostic value of post-induction chemotherapy 18F-FDG PET-CT in stage II/III non-small cell lung cancer before (chemo-) radiation

International audienceThe purpose of our present study was to assess the prognostic impact of FDG PET-CT after induction chemotherapy for patients with inoperable non-small-cell lung cancer (NSCLC)

Does enhanced CT influence the biological GTV measurement on FDG-PET images?

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