Assessment of irradiated brain metastases using dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging

Objetivo: Avaliar o efeito da radiocirurgia estereotática (RC) sobre a permeabilidade tumoral das metástases encefálicas, utilizando-se como parâmetro a o coeficiente de transferência de contraste (transfer coefficient, Ktrans) obtida pela técnica de permeabilidade por ressonância magnética (RM). Objetivou-se também avaliar a capacidade de medições Ktrans para prever a resposta volumétrica tumoral a médio prazo depois da RC. Métodos: Vinte e seis pacientes adultos com um total de 34 metástases encefálicas foram submetidos a exames de RM, com sequência dinâmica ponderada em T1, após administração de contraste, em magneto de 1,5 T, antes da RC (linha de base) e 4-8 semanas após o tratamento. A partir desta sequência, foram obtidos mapas paramétricos Ktrans e realizadas medições em regiões de interesse das lesões. Adicionalmente, imagens convencionais ponderadas em T1 pós-contraste foram obtidas pelo menos 16 semanas após a RC, a fim de avaliar a resposta volumétrica tumoral baseada na variação de volume. Resultados: A média ± (devio-padrão [DP]) do valor de Ktrans foi 0,13 ± 0,11 min-1 no exame inicial e 0,08 ± 0,07 min-1 após 4-8 semanas do tratamento (p < 0,001). Os pacientes foram seguidos em média por 7,9 ± 4,7 meses. Dezessete deles (22 lesões) foram submetidos a RM após 16 semanas do tratamento. Destes, 9 (41%) lesões tinham progredido no médio prazo. O aumento da medida de Ktrans após RC foi preditivo de progressão do volume tumoral (taxa de risco = 1,50, interval de confiança 95%: 1,16-1,70, p < 0,001), sendo que a elevação em 15% do valor de Ktrans mostrou uma sensibilidade de 78% e uma especificidade de 85% para a previsão de progressão do volume tumoral a médio prazo. Conclusão: RC está associada a redução dos valores Ktrans das metástases encefálicas no período pós-tratamento precoce. Além disso a variação Ktrans, medida através da técnica de permabilidade por RM, pode ser útil para prever a resposta do volume tumoral a médio prazo para este tratamentoPurpose: The purpose of this study was to evaluate the effect of stereotactic radiosurgery (SRS) on cerebral metastases using the transfer coefficient (Ktrans) assessed with dynamic contrast-enhanced (DCE) MRI. Furthermore, we aimed to evaluate the ability of Ktrans measurements to predict mid-term tumor outcomes after SRS. Methods: Twenty-six adult patients with a total of 34 cerebral metastases underwent T1-weighted DCE MRI in a 1.5T magnet at baseline (prior to SRS) and 4-8 weeks after treatment. Quantitative analysis of DCE MRI was performed generating Ktrans parametric maps, and region-of-interest-based measurements were acquired for each metastasis. Conventional MRI was performed at least 16 weeks after SRS to assess mid-term tumor outcome using volume variation. Results: The mean ± (Standard Deviation[SD]) Ktrans value was 0.13 ± 0.11 min-1 at baseline and 0.08 ± 0.07 min-1 after 4-8 weeks posttreatment (p < 0.001). The mean (± SD) total follow-up time was 7.9 ± 4.7 months. Seventeen patients (22 lesions) underwent mid-term MRI. Of those, 9 (41%) lesions had progressed at the mid-term follow-up. An increase in Ktrans after SRS was predictive of tumor progression (hazard ratio =1.50; 95% confidence interval: 1.16-1.70, p < 0.001). An increase of 15% in Ktrans showed a 78% sensitivity and 85% specificity for prediction of progression at mid-term follow-up. Conclusion: SRS was associated with a reduction of Ktrans values of the cerebral metastases in the early post-treatment period. Furthermore, Ktrans variation as assessed using DCE MRI may be helpful to predict mid-term outcomes after SR