MRI Brain Mets Breast (FIESTA)

Titre officiel

Towards Improved Detection of BRain Metastatses in Breast Cancer Patients: a Pilot Study of Magnetic Resonance Imaging (MRI) in Detecting Vascular Permeable and Non-Permeable Brain Metastases

Sommaire:

Les femmes qui ont reçu un diagnostic de cancer du sein métastatique HER2 positif sont habituellement traitées par le trastuzumab (un anticorps HER2 monoclonal). Ce traitement est efficace contre les métastases extracrâniennes et prolonge la survie.  Cependant, ces femmes ont jusqu'à 40 % de risque de développer et de succomber à des métastases cérabrales, parce que les anticorps sont trop gros pour passer la barrière sang-cerveau. Des travaux précliniques par Dr  Foster et Dr Chambers indiquent que les techniques actuelles d'imagerie diagnostique par IRM pour ces patientes, qui dépendent de la perméabilité des métastases cérébrales à l'agent de contraste gadolinium, pourraient sous-estimer le fardeau métastatique. La précession libre en régime stationnaire équilibré (PLRSé) est une option sur les unités d'IRM cliniques, habituellement utilisée pour des images du cœur et de nerfs individuels en raison de sa rapidité et de sa haute résolution spatiale; on n'a pas utilisé pour les images des tumeurs au cerveau humain. Notre travail dans un modèle de souris a démontré que la PLRSé décèle plus de métastases cérébrales que les IRM à contraste courantes. L'objectif de cette étude est de déterminer si ces résultats peuvent s'appliquer dans une situation humaine.  Si c'est le cas, notre travail pourrait mener à une détection améliorée des métastases cérébrales et une description plus précise du fardeau métastatique réel chez ces patientes, une façon de diagnostiquer plus rapidement les métastases cérébrales permettant des interventions plus précoces afin d'améliorer les résultats.

Description de l'essai

Primary and Secondary Outcomes:

• Number of new lesions documented by FIESTA but occult to conventional MRI
• Number of  conventional MRI lesions occult to  FIESTA
• Assessment of changes in bSSFP only detected brain metastases.

The main purpose of the proposed study is to determine if a new MRI imaging technique detects additional brain metastases compared to the standard MRI techniques. Magnetic Resonance Imaging (MRI) with intravenous contrast is the present standard for the assessment of brain metastases. MRI employs strong magnetic fields with radiofrequency pulses to detect changes in local magnetic fields associated with protons in the nuclei of atoms. The perturbations in the magnetic fields of hydrogen nuclei are most often studied, given their abundance, especially in water molecules. While CT imaging relies on a single parameter, the difference in electron density between various tissues, MRI uses several features of the changing local magnetic fields to generate a much wider range of contrast between tissues. In imaging brain metastases with MRI, intravenous contrast (gadolinium) is used as it generates a signal since it extravasates where the blood brain barrier is leaky.

The most common MRI techniques use changes in spin echoes to generate various levels of contrast between tissues. Less often used are angular radiofrequency pulses affecting magnetic field gradients. The latter approach leads to much faster data acquisition and a greater signal to noise ratio. MRI gradient echo – instead of spin echo – techniques are most often used to image vascular flow. Recent MRI imaging of brain metastases in mice, by Dr. Paula Foster’s laboratory, comparing 3-dimensional balanced steady-state free precession (bSSFP), a gradient echo technique, against contrast-enhanced T1 weighted MRI, a spin echo technique, demonstrated that early brain metastases up to day twenty were nonpermeable and only detected by the bSSFP technique. Over time, brain metastases in mice became increasingly permeable and detectable by the contrast-enhanced spin echo technique.

In the proposed clinical study, women presenting with brain metastases will be imaged with standard contrast-enhanced MRI and also with the bSSFP technique. The images for the bSSFP technique will be read by the reference radiologist but the results will not be made known to physicians managing the patient’s care. The main objective of this phase of study is to determine if the bSSFP technique detects additional brain metastases over and above the standard MRI. If this is the case, our work may lead to improved detection of brain metastases and a more accurate description of true metastatic burden in these patients, a way to diagnose brain metastases earlier, enabling earlier interventions to improve outcomes.