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臨床腫瘍バイオマーカーとしての乳酸。膠芽腫のMR分光イメージングにおける乳酸検出と定量化の最適化
Lactate as clinical tumour biomarker: Optimization of lactate detection and quantification in MR spectroscopic imaging of glioblastomas.
PMID: 32668356 DOI: 10.1016/j.ejrad.2020.109171.
抄録
目的:
脳腫瘍における乳酸（Lac）レベルの上昇は、生体内ではH MR分光法（MRS）で検出可能であるが、強い脂質シグナルと重なることが多く、Lacシグナルの質が低下するか、あるいは検出が阻害されることさえある。我々は、中間エコー時間のMRS測定において、脂質信号とLacの分離を最適化することで、神経膠芽腫の臨床バイオマーカーとしての適用を可能にすることを目指した。
PURPOSE: Increased lactate (Lac) level in brain tumours is in vivo detectable by H MR spectroscopy (MRS) but is frequently overlapped by strong lipid signals, which either leads to a weak quality of the Lac signal or even inhibit its detection. We sought to optimize the separation of Lac from lipid signals in intermediate-echo time MRS acquisitions thus allowing its applicability as clinical biomarker in glioblastomas.
方法:
多形性膠芽腫（GBM）患者27人のデータは、標準的なポスト処理ソフトウェアと、同じ市販のソフトウェアに基づいて社内で改良された技術を用いて分析された。MRS後処理技術によって提供された患者のLac濃度値は、適切に校正されたファントムを使用して現実的な濃度に変換されました。Cramér-Rao下界（％CR）は、MRS後処理結果の品質を推定するための主要な基準であった。
METHODS: Data of 27 patients with glioblastoma multiforme (GBM) were analysed using standard post-processing software as well as in-house modified technique based on the same commercially available software. The patients' Lac concentration values provided by the MRS post-processing technique were converted to realistic concentrations by using an appropriately calibrated phantom. The Cramér-Rao lower bound (%CR) was the principal criterion for estimating the quality of the MRS post-processing results.
結果:
ex vivoでのキャリブレーションに基づいて、in vivoでのMR分光測定の分析は、%CR(Lac)値を18%から8%に改善することにつながった。1つのケースでは、標準分析を使用してLac信号が脂質で汚染されていたため、Lacの検出は、修正された技術によってのみ達成可能であった。修正分析から得られたin vivoのLac値（中央値：4.77mmol/l、範囲：1.5-9.2）は、代謝物濃度の現実的な大きさのオーダーと考えられますが、正常に見える白質ではLacは確認されませんでした。このことから、LacのマッピングはGBMの地域的不均一性のバイオマーカーとしても有効であると考えられた。
RESULTS: Based on the ex vivo calibration, the analysis of the in vivo MR spectroscopy measurements led to an improvement of the %CR(Lac) value from 18 % to 8 %. In a single case, the detection of Lac was achievable only by the modified technique, as Lac signal was contaminated with lipids using the standard analysis. The resulting in vivo Lac values from the modified analysis (median: 4.77 mmol/l, range: 1.5-9.2) were considered as a realistic order of magnitude for the metabolite concentrations, whereas no Lac was identified in the normal appearing white matter. This qualified also Lac mapping as a biomarker for regional heterogeneity in GBM.
結論:
提案された方法は、MRSにおける脂質ピークからLac信号を除染し、より信頼性の高いLac信号の分析のための有望な第一歩であり、臨床ルーチンにおける脳腫瘍のバイオマーカーとしてLacを確立するのに役立つ可能性があります。
CONCLUSIONS: The proposed methodology is a promising first step for more reliable analysis of Lac signal, decontaminating it from lipid peaks in MRS, and may help to establish Lac as a biomarker for brain tumours in clinical routine.
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