A Quantitative Prospective Study for Whole Body- Diffusion MRI and PET-CT in Detection of Primary and Metastatic Malignant Lesions
Date
2022-05-22
Authors
Ahmed Mohammed Ahmed Abu Ali
أحمد محمد أحمد أبوعلي
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
جامعة القدس
Abstract
The idea of having an integrated nuclear medicine unit consisting of a scanner with a
compatible source of isotopes like cyclotron to work efficiently in Palestine is almost
impossible due to many issues beginning from political issues and ending with financial
issues. Moreover, the nature of materials that have been used in nuclear medicine is
radioactive which could increase the ability of causing other malignancies, PET scan can
sometimes show areas of high activity, which may be mistaken for cancers like
inflammatory conditions, in order to avoid all these pitfalls that might interfere with the
diagnostic process, it is necessary to start looking for an alternative to support oncologists
and their patients to use another safe, valid, available in abundance and lower cost
technology called Whole Body Diffusion MRI which can project areas of restricted water
diffusion for pathologies and for tumors through the whole body in places where cellular
activity is increased with decreasing of relevant water diffusion in the same area.
A prospective data collection for 33-oncology patient, who advised previously to do PET
scan had been agreed to participate in our study for WB-DWI MRI scanning in a period
not exceeding ten days between PET and MRI, 60% are male participants (n=20) and
40% female (n=13), ages of participants are ranging between 18-74 years old with an age
average of 48 years old, body weight average is 83kg with a maximum and minimum
weight are125kg and 56kg respectively. Their primary diseases varied between non Hodgkin lymphoma (NHL), Hodgkin lymphoma, endometrial, prostate, pancreatic, and
gastric, thyroid cancer, pathological fracture and skin lesions.
Our result in PET shows 181 hypermetabolic lesion distributed in the four zones (head neck, chest, abdomen-pelvis and musculoskeletal), WB-DWI MRI shows most of the
same lesions restricted in diffusion with extra small sub centimetre lesions totally 251
lesions in count with a comparison between standard uptake volume (SUV) and apparent
diffusion coefficient ADC) which shows most high SUV (SUV>2.5) have ADC < 1.1
x10-3 mm2/s.
Statistical quantitative analysis shows a significant positive correlation between number
of detected lesions in both modalities, in the same zone for each patient, at p value < 0.05
(p=0.00004) and R-value = 0.178, 0.434, 0.606 and 0.840 for head-neck, chest, abdomen pelvis and musculoskeletal respectively, a comparative correlation between ADC and
SUV shows a significant negative correlation between SUV and ADC at p value < 0.05
and R-value= -0.3073.
WB-DWI MRI can be used in some lymphoma cases for follow up as an alternative for
PET scan in case no access is available for PET imaging, DWI can be used also for
localized tumors follow up to monitor the response for treatment after chemotherapy or
radiotherapy either post-surgical resection. Oncology and radiology departments
recommended activating diffusion sequence in each MRI study for oncology patients in
order to assure the idea of diffusion restriction for follow up studies
فكرة وجود وحدة طب نووي متكاملة تتكون من جهاز ماسح مع مصدر للنظائر المشعة مثل المسارع النووي الدائري
للعمل بكفاءة في فلسطين يكاد يكون مستحي ا لً بسبب العديد من القضايا التي تبدأ من القضايا السياسية وتنتهي بالقضايا
المالية بسبب الإحتلال الإسرائيلي.
الهدف من هذه الدراسة هو إيجاد طريقة آمنة وصالحة ومتاحة على نطاق واسع كبديل للتصوير البوزيتروني الطبقي
لمساعدة أطباء الأورام وكذلك المرضى ، اقترحنا بروتوكول نموذجي معدل للرنين المغناطيسي لتصوير الجسم
بالكامل ) WB-DWI MRI ( لاستسغلال خاصية الإنتشار من جزيئات الماء داخل انسجة الجسم.
شارك 33 مريضًا من مرضى الأورام بهذه الدراسة ، 60 ٪ ذكور ) 20 ( و 40 ٪ إناث ) 13 ( ، تتراوح أعمارهم بين
18 - 74 عامًا بمتوسط عمري 48 عامًا ومتوسط وزن جسم 83 كجم .
تم تشخيص إصابة المشاركين بالفعل بأورام أولية بما في ذلك سرطان الغدد الليمفاوية اللاهودجكين،و سرطان الغدد
الليمفاوية هودجكين ، سرطان الرحم ، والبروستات ، والبنكرياس ، والمعدة ، والغدة الدرقية ، والكسور المرضية ،
والكُتل الجلدية.
أظهرت نتائجنا أن التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني أظهر 181 كتلة ذات نشاط حيوي عالي في المناطق
الأربع )الرأس والعنق، الصدر، البطن والحوض، والجهاز العضلي الهيكلي( لجميع المرضى ، تم اكتشاف نفس الكتل
بواسطة WB-DWI MRI الذي يُظهر معظم الكتل نفسها مقيدة في الانتشار بالإضافة لكتل لمفاوية ذات حجم أقل
من 1 سم بعدد إجمالي 251 كتلة مع مقارنة بين حجم الامتصاص القياسي ) SUV ( ومعامل الانتشار الظاهر ADC
حيث تبين أن الكتل ذات حجم الإمتصاص القياسي ) SUV> 2.5 ( كان معامل الإنتشار الظاهر لها ADC أقل من
3-10× 1.1 مم 2 / ث.
يُظهر التحليل الكمي الإحصائي ارتباطًا إيجابيًا معنويًا بين عدد الكتل المكتشفة باستخدم الرنين المغناطيسي
والتصوير البوزيتروني في نفس المنطقة لكل مريض بدلالات إحصائية موزعة كالتالي:
0.178 و 0.434 و 0.606 و 0.840 للرأس والعنق والصدر والبطن والحوض والجهاز العضلي الهيكلي على
التوالي ، ويظهر الارتباط المقارن بين ADC و SUV وجود ارتباط سلبي بقيمة p <0.05 وقيمة
R = -0.3073 . يمكن أن يحل التصوير بالرنين المغناطيسي WB-DWI محل التصوير المقطعي بالإصدار
البوزيتروني في حالات سرطان الغدد الليمفاوية ومتابعة الأورام لمراقبة الاستجابة للعلاج بعد العلاج الكيميائي أو
العلاج الإشعاعي وكذلك الأمر بعد عمليات الإستئصال الجراحي.