Multimodality medical imaging (PET/CT-MRI) of hypoxia

L’hypoxie intra-tumorale est associée à un mauvais pronostic et une mauvaise réponse au traitement dans les cancers ORL. Son identification permettrait d’augmenter la dose de rayonnement aux sous-volumes tumoraux hypoxiques. Les principales techniques d’imagerie de l’hypoxie sont dominées par l’imagerie TEP/TDM au 18F-FMISO. D’autre part, plusieurs techniques IRM ont été décrites comme pouvant mettre en évidence la présence d’hypoxie. Parmi ces techniques, nous avons étudié l’IRM de diffusion de l’eau libre (ADC), l’IRM de perfusion dynamique (DCE) et l’IRM quantitative (cartographies T1 et T2). Dans le but d’optimiser les conditions d’acquisitions et de reconstruction des images, nous avons montré que l’utilisation de l’algorithme BPL Q-Clear permet une amélioration de la mesure des images en TEP au 18F-FMISO sans amélioration de la détectabilité des sous-volumes hypoxiques. Nous avons également montré, avec un temps d’acquisition cliniquement acceptable, que la mesure de T1 et de T2 était reproductible (écart 1,25). Nos résultats montrent qu’il est recommandé de réaliser la segmentation du sous-volume hypoxique tumoral sur les images TEP/TDM au 18F-FMISO, au sein de l’union des volumes obtenus en TEP au 18F-FDG et en IRM. Le SUVmax, SUVmean, SUVpeak pour la TEP au 18F-FDG et le SUVmax pour la TEP au 18F-FMISO ont montré des différences statistiquement significatives entre les patients avec et sans sous-volume hypoxique. Notre étude montre également des différences statistiquement significatives des paramètres ADC, T1, et T2 entre les lésions tumorales hypoxiques et normoxiques, mais pas pour les paramètres d’IRM-DCE. A notre connaissance, il s’agit de la première étude mettant en évidence l’apport des cartographies de T1 et T2 dans l’étude de l’hypoxie tumorale, montrant des résultats encourageants qui devront être confirmés.Intratumoral hypoxia is associated with poor prognosis and response to treatment in H&N cancers. Its identification would allow increasing the radiation dose to hypoxic tumor subvolumes. The main hypoxia imaging techniques are dominated by 18F-FMISO PET/CT imaging. On the other hand, several MRI techniques have been described as being able to show the presence of hypoxia. Among these techniques, we studied diffusion MRI (ADC), dynamic perfusion MRI (DCE) and quantitative MRI (T1 and T2 mapping). In order to optimize the conditions of image acquisition and reconstruction, we have showed that the use of the Q-Clear GLP algorithm allows an improvement in the measurement of 18F-FMISO PET images without improving the detectability of hypoxic subvolumes. We also have showed, with a clinically acceptable acquisition time, that T1 and T2 measurement are reproducible ( 1,25). Our results indicated that it is recommended to perform the hypoxic tumor subvolume segmentation on 18F-FMISO PET/CT images, within the union of volumes obtained from 18F-FDG PET and MRI. SUVmax, SUVmean, SUVpeak for 18F-FDG PET and SUVmax for 18F-FMISO PET have showed statistically significant differences between patients with and without hypoxic subvolume. Our study also have showed statistically significant differences in ADC, T1, and T2 between hypoxic and normoxic tumor lesions but not for DCE-MRI. To our knowledge, this is the first study highlighting the contribution of T1 and T2 mapping in the evaluation of tumor hypoxia. These encouraging results should be confirmed