Yüksek dereceli glial tümörlerin radyoterapi hedef volümlerinin belirlenmesinde 68GA-PSMA PET/MR'ın katkısının araştırılması
Assessment the contribution of 68GA-PSMA PET/MR'in radiotherapy target volumes determination for high grade glial tumors
Yazar: MERVE ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. HİDAYET FAZİLET DİNÇBAŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: Onkoloji = Oncology
Dizin: Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; Glioblastoma = Glioblastoma ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Radyoterapi-yoğunluk ayarlı = Radiotherapy-intensity-modulated

Özet:
Amaç: Yüksek dereceli glial tümörlerin postoperatif radyoterapi (RT) hedef volümünü belirlerken standart olarak MR görüntüleri kullanılmakta ancak bazen bu görüntüler tümör hücrelerinin bulunduğu yerleri göstermekte yeterli olmamaktadır.  Özellikle yüksek dereceli glial tümörlerin görüntülemesinde yardımcı olabileceği gösterilen 68Ga-PSMA PET'in mikroskopik hastalık şüphesi olan bölgelerde hedef volüm tanımlanmasında MR görüntülerine ek bir katkısının olup olmadığı ve her iki yönteme göre tanımlanan hedef hacimlerin karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Gereç-Yöntem: Operasyon öncesi 68Ga-PSMA PET/MR ve MR çekilmiş, patolojik olarak glioblastom tanısı konmuş olan 10 hastanın görüntüleri kullanılmıştır. RT planlama BT görüntüleri, MR ve PET/MR görüntüleri ile Velocity Version 4.0 programında ayrı ayrı füzyonlandıktan sonra hedef volümler konturlanmıştır. Volümleri belirlemede European Organisation for Research and Treatment of Cancer (EORTC) protokolü baz alınmış olup, T1A'da kontrastlanan alan gros tümör volüm (GTV) olarak belirlenip, GTV'ye 2cm marj verildikten sonra kavite alanı ile T2/FLAIR hiperintens alanların dahil edilmesiyle klinik hedef volüm (CTV1) elde edilmiştir. 68Ga-PSMA tutulum alanı biyolojik tümör volümü (BTV) olarak belirlenip bu volüme 2cm marj verilerek de CTV2 elde edilmiştir. CTV'ler anatomik bariyer ve komşu normal dokulardan manuel olarak çekilmiştir. CTV'lere eklenen 3mm set-up marjı ile planlanan hedef volümler (PTV1 ve PTV2) oluşturulmuştur. Volümlerin ayrıca kesişim ve birleşim hacimleri elde edilerek uzaysal benzerlik değerleri olan Conformity Index (CI) ve Dice Similarity Coefficient (DSC) ile örtüşme değeri olan Overlap Volume (OV) hesaplanmıştır. Hacimsel karşılaştırma, benzerlik ve örtüşme analizleri yapılmıştır. 
Bulgular: Medyan GTV hacmi 21,96 cc (1,04 - 82,04), BTV hacmi ise 25,58 cc (2,43 - 99,47) olarak bulunmuştur. BTV'nin GTV'den ortalama %47 daha büyük olduğu ve istatistiksel anlamlı olduğu saptanmıştır (p=0,03). CTV1 ile CTV2 ve PTV1 ile PTV2 volümleri arasında büyüklük açısından anlamlı farklılık bulunamamıştır (p=0,5). GTV-BTV, CTV1-CTV2 ve PTV1-PTV2 için sırasıyla mean değerler CI için 0,56, 0,76 ve 0,76; DSC için 0,70, 0,86 ve 0,86; OV için 0,88, 0,94 ve 0,94'tür. 
Sonuç: Glioblastom tanılı hastaların RT hedef volüm tanımlamasında 68Ga-PSMA PET/MR ile elde edilen volümlerden sadece BTV, konvansiyonel MR ile elde edilen GTV'den anlamlı olarak daha büyük bulunmuştur. CTV ve PTV'lerde büyüklük açısından anlamlı farklılık saptanmamış olup, uzaysal  benzerlik ve örtüşme değerlerinin 1'e yakın olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Sözcükler: Glioblastom, Radyoterapi, 68Ga-PSMA PET/MR

Abstract:
Aim: MR images are used as standard for determining the target volume of postoperative radiotherapy (RT) of high grade glial tumors. However, sometimes these images are not sufficient to show where the tumor cells are located. We aimed to investigate the contribution of 68Ga-PSMA PET, which has been shown to be helpful in imaging of especially high-grade glial tumors, to MR images in defining target volume in areas with microscopic disease suspicion and to compare the target volumes defined by both methods.
Method: We used images of 10 patients who had 68Ga-PSMA PET/MR and MR before operation and were pathologically diagnosed with glioblastoma. Target volumes were contoured after RT planning CT images were fused separately with MR and PET / MR images in Velocity Version 4.0 program. For determining the volumes, the European Organisation for Research and Treatment of Cancer (EORTC) protocol was based. The enhanced area in T1A was determined as gross tumor volume (GTV) and clinical target volume (CTV1) was obtained by including the cavity area and T2 / FLAIR hyperintense areas after giving a 2cm margin to the GTV. CTV2 was obtained by determining the 68Ga-PSMA uptake area as biological tumor volume (BTV) and giving this volume a margin of 2cm. CTVs were removed manually from the anatomical barrier and adjacent normal tissues. Planning target volumes (PTV1 and PTV2) were created with the 3mm set-up margin added to the CTVs. The Conformity Index (CI) and Dice Similarity Coefficient (DSC) which are the spatial similarity values and Overlap Volume (OV) were calculated by obtaining the intersection and union volumes. Volumetric comparison, similarity and overlap analyzes were performed.
Results: The median GTV volume was 21,96 cc (1,04 – 82,04) and the BTV volume was 25,58 cc (2,43 – 99,47). We found that BTV was on average 47% larger than GTV and it was statistically significant (p=0,03). There was no significant difference on size between CTV1 and CTV2, PTV1 and PTV2 volumes (p = 0.5). Mean values for GTV-BTV, CTV1-CTV2 ve PTV1-PTV2 are 0,56, 0,76 and 0,76 for CI; 0,70, 0,86 ve 0,86 for DSC; 0,88, 0,94 ve 0,94 for OV, respectively.
Conclusion: In the definition of RT target volume in patients with a diagnosis of glioblastoma, only the BTV volumes obtained by 68Ga-PSMA PET/MR were found to be significantly larger than the GTV obtained by conventional MR. However, there was no significant difference was found between CTVs and PTVs in terms of size and spatial similarity and overlap values were found to be close to 1.

Keywords: Glioblastoma, Radiotherapy, 68Ga-PSMA PET/MR