Bestimmung des Tumor-Blutvolumens mittels einer optimierten MR-Relaxometrie Multi-Gradienten Echo Sequenz

Ziele: Bestimmung des Tumor-Blutvolumens mittels eines neuen Verfahrens zur Quantifizierung der KM-induzierten Änderung der transversalen Relaxationsrate (ΛR2*) unter Verwendung einer Multi-Gradienten-Echo Sequenz. Methode: In einem Xenograft-Model wurden Nacktmäuse mit unterschiedlich vaskularisierten Tumoren (DU-4475, HT-1080 und MDA-MB-435) mittels einer optimierten Multi-Gradienten-Echo Sequenz untersucht (Intera 3T, Philips). Die Änderung der transversalen Relaxationsrate (ΛR2*) wurde nach Applikation ansteigender Konzentrationen des USPIO SHU 555C (0–400µmol Fe/KG, Bayer-Schering) bestimmt. ΛR2* wurde durch die Änderung der Signalintensität vor und nach Kontrastmittelgabe für jedes Voxel ermittelt, was zu einer Reduktion von Suszeptibilitätsartefakten führt. Ferner konnte durch die Anwendung einer Multi-Gradienten-Echo Sequenz der Dynamikumfang für die ΛR2* Messung erhöht werden (da hohe ΛR2* Werte bei kurzen Echozeiten und kleine ΛR2* Werte bei langen Echozeiten bestimmt werden konnten). Dies wurde mithilfe einer gewichteten Mittelung über die Echozeiten realisiert, die das Bildrauschen mit berücksichtigt. Zur Korrelation der MR-Ergebnisse wurde immunhistochemisch die Mikrogefäßdichte bestimmt sowie unabhängige Fluoreszenz-Perfusions Messungen durchgeführt. Ergebnis: Anhand parametrischer ΛR2*-maps zeigte sich ein linearer Anstieg der mittleren ΛR2*-Werte für die verschiedenen Tumore mit ansteigender USPIO Konzentration (z.B. DU-4475–0.69±0.59s-1 zu 46.55±9.03s-1; r=0.81, p<0.001). Für USPIO Dosen ≥20µmol Fe/KG zeigte sich ein signifikanter ΛR2*-Unterschied zwischen den Tumorarten (z.B. 20µmol Fe/KG: 7.7±1.95s-1 bei DU-4475 versus 34.83±7.99s-1 bei MDA-MB-435; p<0.05). Die MR-Ergebnisse korrelierten mit der Mikrogefäßdichte und dem Perfusion-Assay. Schlussfolgerung: Die optimierte MR-Relaxometrie Methode erlaubt in-vivo eine exakte and robuste Bestimmung des Tumor-Blutvolumens. In weiteren Studien bleibt zu untersuchen, in wie weit mit dieser neuen Technik anti-angiogene Tumortherapien verlaufsbeurteilt werden können.