Imagen funcional tumoral. Parte 1

doi:10.1016/j.rx.2009.12.008

Radiología

Volume 52, Issue 2, March–April 2010, Pages 115-125

https://doi.org/10.1016/j.rx.2009.12.008 Get rights and content

Resumen

Los principales avances en el campo de las técnicas convencionales de imagen diagnóstica se habían centrado tanto en mejorar la resolución espacial y la velocidad de adquisición de los datos como en la introducción de nuevos medios de contraste. Sin embargo, los tumores representan modelos biológicos tremendamente complejos, existiendo una serie de características (hipoxia, metabolismo, celularidad, angiogénesis o funcionalismo de los ganglios linfáticos) de gran importancia en el campo de la oncología y que no pueden ser estudiadas adecuadamente con estos métodos diagnósticos. En este trabajo se presenta la posible aportación de distintas técnicas de imagen funcional basadas en el uso de la TC, la RM o la PET para obtener información de características y procesos biológicamente muy importantes para el diagnóstico, estadificación, planificación terapéutica, valoración de respuesta o seguimiento evolutivo de los pacientes oncológicos; así como para el desarrollo de nuevos fármacos.

Abstract

Most advances in conventional diagnostic imaging techniques have focused on improving the spatial resolution and speed of acquisition of images or on new contrast agents. However, tumors are extremely complex biological models with a series of characteristics like hypoxia, metabolism, cellularity, angiogenesis, and functionality of the lymph nodes that are very important in oncology but cannot be adequately studied with these diagnostic imaging methods. In this article, we discuss the possible contributions of different functional imaging techniques based on computed tomography, magnetic resonance imaging, or positron emission tomography to obtain information about different biological processes and characteristics that are very important for diagnosing, staging, planning treatment, evaluating the response to treatment, and monitoring the evolution of cancer patients, as well as for the development of new drugs.

Section snippets

Introducción

Hasta el momento actual, los principales avances en el campo de la imagen diagnóstica se habían centrado tanto en mejorar la resolución espacial y la velocidad de adquisición de los datos como en la introducción de nuevas técnicas y medios de contraste. Los radiólogos han conseguido de este modo una excelente resolución anatómica y de contraste, elementos muy importantes en el estudio mediante técnicas de imagen de los tumores.

Sin embargo, los tumores representan modelos biológicos

Angiogénesis

La angiogénesis, la formación de una red de nuevos capilares, es un componente esencial en múltiples procesos fisiológicos del organismo (ciclo menstrual, curación de heridas, etc.) y en procesos patológicos tumorales y no tumorales (como la artritis reumatoide o la degeneración macular). La angiogénesis es también un elemento clave en el desarrollo y diseminación metastásica de un tumor maligno8, 9. Cuando un tumor crece más allá de 1–2 mm³ requiere aporte vascular y el estímulo primario para

Difusión

Los tejidos humanos están constituidos por una gran cantidad de moléculas de agua. Estas moléculas muestran un movimiento aleatorio a escala microscópica que se denomina movimiento browniano. Las diferentes moléculas de agua cambian tanto de velocidad como de dirección cuando una molécula choca contra otra y dependiendo de su interacción con las membranas celulares, las organelas celulares y otras macromoléculas. La medida de este desplazamiento que realizan las moléculas se denomina

Conclusiones

La angiogénesis y la celularidad tumoral son dos de los factores más críticos para la determinación de la evolución de las neoplasias. Así, se ha demostrado que la angiogénesis es un elemento clave en el desarrollo de los tumores y en la diseminación de los mismos. Distintas técnicas de imagen permiten un estudio no invasivo de las mismas, lo que puede ser muy útil en el diagnóstico, estadificación y establecimiento del pronóstico de los pacientes oncológicos, así como para la valoración de la

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

Bibliografía (56)

R. Alonzi et al.
Functional Imaging in Clinical Oncology: Magnetic Resonance Imaging and Computerised Tomography-based Techniques
Clin Oncol
(2006)
L.A. Dawson et al.
Image-guided radiotherapy: rationale, benefits, and limitations
Lancet Oncol
(2006)
S.M. Bentzen
Theragnostic imaging for radiation oncolgy: dose painting by numbers
Lancet Oncol
(2005)
I.M. Desar et al.
Beyond RECIST: Molecular and functional imaging techniques for evaluation of response to targeted therapy
Cancer Treat Revs
(2009)
D.A. Torigian et al.
Functional Imaging of Cancer with Emphasis on Molecular Techniques
CA Cancer J Clin
(2007)
M. Atri
New Technologies and Directed Agents for Applications of Cancer Imaging
J Clin Oncol
(2006)
L. Martí-Bonmatí et al.
Receptors and markers: toward a science of imaging through hybridization
Radiología
(2007)
J. Provenzale
Imaging of angiogenesis: clinical techniques and novel imaging methods
AJR Am J Roetgenol
(2007)
T. Jeswani et al.
Imaging tumour angiogenesis
Cancer Imaging
(2005)
B. Turkbey et al.
Imaging of Tumor Angiogenesis: Functional or targeted?
AJR Am J Roetgenol
(2009)

N. Weidner

Tumoural vascularity as a prognostic factor in cancer patients: the evidence continues to grow

J Pathol

(1998)

C.A. Cuenod et al.

Tumor angiogenesis: pathophysiology and implications for contrast-enhanced MRI and CT assessment

Abdom Imaging

(2006)

V. Goh et al.

Imaging tumor angiogenesis: functional assessment using MDCT or MRI?

Abdom Imaging

(2006)

A.R. Kambadakone et al.

Body perfusion CT: technique, clinical applications and advances

Radiol Clin N Am

(2009)

V. Goh et al.

Functional imaging of colorectal cancer angiogenesis

Lancet Oncol

(2008)

V. Goh et al.

Colorectal Tumor Vascularity: Quantitative Assessment with Multidetector CT. Do Tumor Perfusion Measurements Reflect Angiogenesis?

Radiology

(2008)

K.A. Miles et al.

In vivo assessment of neovascularization of liver metastases using perfusion CT

Br J Radiol

(1998)

C. Harvey et al.

Imaging of tumour therapy responses by dynamic CT

Eur J Radiol

(1999)

S.H. Ma et al.

Peripheral pulmonary nodules: relationship between multi-slice spiral CT perfusion imaging and tumor angiogenesis and VEGF expression

BMC Cancer

(2008)

Z.P. Li et al.

Tumor angiogenesis and dynamic CT in colorectal carcinoma: radiologic–pathologic correlation

World J Gastroenterol

(2005)

C.G. Willet et al.

Efficacy, safety, and biomarkers of neoadjuvant bevacizumab, radiation therapy, and fluorouracil in rectal cancer: a multidisciplinary phase II study

J Clin Oncol

(2009)

J.H. Wang et al.

Dynamic CT evaluation of tumor vascularity in renal cell carcinoma

AJR Am J Roetgenol

(2006)

A.X. Zhu et al.

Early antiangiogenic activity of bevacizumab evaluated by computed tomography perfusion scan in patients with advanced hepatocellular carcinoma

Oncologist

(2008)

A.R. Padhani et al.

Dynamic contrast-enhanced MRI studies in oncology with an emphasis on quantification, validation and human studies

Clin Radiol

(2001)

C.K. Kuhl et al.

Dynamic Breast MR Imaging: Are Signal Intensity Time Course Data Useful for Differential Diagnosis of Enhancing Lesions?

Radiology

(1999)

A.R. Padhani

Functional MRI for anticancer therapy assessment

Eur J Cancer

(2002)

N. Hylton

Dynamic Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging As an Imaging Biomarker

J Clin Oncol

(2006)

R. Alonzi et al.

Dynamic contrast enhanced MRI in prostate cancer

Eur J Radiol

(2007)

Cited by (11)

Magnetic resonance imaging for staging and treatment planning in cervical cancer
2016, Radiologia
En este artículo revisamos los puntos clave indispensables para realizar una correcta estadificación del cáncer de cérvix mediante resonancia magnética.
La resonancia magnética es el método de elección para la estadificación locorregional del cáncer de cérvix. Una correcta valoración de sus factores pronósticos, como el tamaño tumoral, la invasión de estructuras adyacentes y la presencia de metástasis ganglionares, resulta fundamental para decidir un adecuado manejo terapéutico.
To review the key points that are essential for the correct staging of cervical cancer by magnetic resonance imaging.
Magnetic resonance imaging is the method of choice for locoregional staging of cervical cancer. Thorough evaluation of prognostic factors such as tumor size, invasion of adjacent structures, and the presence of lymph node metastases is fundamental for planning appropriate treatment.
Study of patients with prolonged fever with <sup>18</sup>F-FDG PET/CT
2015, Radiologia
Revisar el resultado de la tomografía por emisión de positrones (PET)-tomografía computarizada (TC) con flúor-18-fluorodesoxiglucosa (¹⁸F-FDG) en pacientes con fiebre de origen desconocido de más de 7 días de evolución.
Estudio observacional descriptivo retrospectivo de 93 estudios de PET-TC con ¹⁸F-FDG solicitados para detectar el foco causante de la fiebre en tres centros de medicina nuclear entre octubre de 2006 y febrero de 2014. Un especialista en medicina nuclear y un radiólogo revisaron las imágenes buscando focos de captación patológica. Las discrepancias se resolvieron con la opinión de un nuevo especialista. El resultado de la ¹⁸F-FDG PET-TC se comprobó clínica y/o anatomopatológicamente.
En la PET-TC se observaron captaciones anómalas de la ¹⁸F-FDG que podían justificar la causa de la fiebre en 52 de los 93 estudios (56%). La causa se confirmó en 50 de estos 52 estudios. De las 50 causas de fiebre diagnosticadas, la infección (54%) fue la más frecuente, seguida de la enfermedad inflamatoria no infecciosa (28%) y la enfermedad tumoral (18%).
La PET-TC con ¹⁸F-FDG es útil para diagnosticar la causa del síndrome febril prolongado, por lo que puede ser práctico emplearla en una etapa más precoz del proceso diagnóstico.
To review the findings on ¹⁸F-FDG PET-CT in patients with fever of unknown origin lasting more than 7 days.
This retrospective descriptive observational study included 93 ¹⁸F-FDG PET-CT studies to detect a fever-causing focus done at three nuclear medicine centers from October 2006 through February 2014. A nuclear medicine specialist and a radiologist reviewed the images for foci of pathological uptake; another specialist's opinion resolved discrepancies. The findings on ¹⁸F-FDG PET-CT studies were checked against clinical and/or histological findings.
Abnormal ¹⁸F-FDG uptake on PET-CT that could explain the cause of the fever was found in 52 (56%) of the 93 studies, and the cause of the fever was confirmed in 50 of these 52 studies. In the 50 cases in which the cause of the fever was confirmed, infection was the most common cause (54%), followed by noninfectious inflammatory disease (28%) and tumors (18%).
¹⁸F-FDG PET-CT is useful in diagnosing the cause of prolonged febrile illness, so it might be practical to use it earlier in the diagnostic process.
Perfusion magnetic resonance imaging for high grade astrocytomas: Can cerebral blood volume, peak height, and percentage of signal intensity recovery distinguish between progression and pseudoprogression?
2014, Radiologia
Estudiar la utilidad de los parámetros de perfusión en RM para identificar la seudoprogresión tumoral en astrocitomas de alto grado.
Este estudio retrospectivo de casos y controles comparó el volumen sanguíneo cerebral relativo (VSCr), el porcentaje de recuperación de intensidad de señal relativo (PRSr) y la altura relativa del pico (relative Peak Height [rPH]) en una muestra de 17 casos de astrocitomas anaplásicos y glioblastomas diagnosticados de seudoprogresión (mediante biopsia o control evolutivo), con otra muestra de 17 tumores tratados, histológicamente parecidos, y diagnosticados anatomopatológica o evolutivamente de progresión. Se evaluó la precisión de tales parámetros y su correlación. La significación estadística se estableció con una p < 0,05.
El VSCr, PRSr y rPH fueron estadísticamente distintos entre ambos grupos (p = 0,001). La sensibilidad (S) y especificidad (E) para los puntos de corte 1,37 rPH; 0,9 VSCr y 99% PRSr fueron respectivamente del 88% (S) y 82,2% (E) rPH; 100% (S) y 100% (E) VSCr; y 100% (S) y 70,6% (E) PRSr. Las variables PRSr-rPH (−0,76) y PRSr-VSCr (−0,81) se correlacionaron negativamente. La correlación rPH-VSCr fue alta (0,87).
La rPH y el VSCr fueron útiles en nuestra muestra para diferenciar los casos de seudoprogresión tumoral de los de progresión verdadera. El PRSr también fue un parámetro muy sensible aunque el solapamiento de valores entre las muestras lo hacen a priori menos útil.
To study the usefulness of common MRI perfusion parameters for identifying pseudoprogression in high grade astrocytomas.
This retrospective case-control study compared the relative cerebral blood volume (rCBV), the relative percentage of signal intensity recovery (rPSR), and the relative peak height (rPH) recorded in a sample of 17 cases of anaplastic astrocytomas and gliomas considered to be undergoing pseudoprogression by biopsy or follow-up with those recorded in a sample of histologically similar tumors that were treated and considered to be undergoing progression by histologic study or follow-up. We evaluated the accuracy of these parameters and the correlations among them. Statistical significance was set at P<.05.
The rCBV, rPSR, and rPH were significantly different between the two groups (P=.001). The cutoff values rPH=1.37, rCBV=0.9, and rPSR=99% yielded sensitivity (S)=88% and specificity (Sp)=82.2% for rPH, S=100% and Sp=100% for rCBV, and S=100% and Sp=70.6% for rPSR, respectively. We found negative correlations between rPRS and rPH (−0.76) and between rPRS and rCBV (−0.81) and a high positive correlation between rPH and rCBV (0.87).
The variables rPH and rCBV were useful for differentiating between pseudoprogression and true progression in our sample. The variable rPRS was also very sensitive, although the overlap in the values between samples make it less useful a priori.
Imaging biomarkers, quantitative imaging, and bioengineering
2012, Radiologia
Los biomarcadores de imagen definen características objetivas extraídas de las imágenes médicas, relacionadas con procesos biológicos normales, enfermedades o respuestas terapéuticas.
Para desarrollar un biomarcador de imagen es necesario realizar una serie de pasos destinados a validar su relación con la realidad estudiada y controlar su validez, tanto clínica como técnica. Este proceso incluye la definición de pruebas de concepto y de mecanismo; la adquisición estandarizada y optimizada de imágenes anatómicas, funcionales y moleculares; el análisis de los datos mediante modelos computacionales; la visualización adecuada de los resultados; la obtención de medidas estadísticas apropiadas; y la realización de pruebas de principio, eficacia y efectividad.
Nuestro objetivo en este trabajo es mostrar los pasos que deben establecerse para aplicar adecuadamente los biomarcadores de imagen, desde su concepción teórica hasta su implantación asistencial, en un entorno hospitalario. Para ello se planteará como ejemplo la valoración de la angiogénesis del cartílago articular.
Imaging biomarkers define objective characteristics extracted from medical images that are related to normal biological processes, diseases, or the response to treatment.
To develop an imaging biomarker, it is necessary to carry out a series of steps to validate its relation with the reality studied and to check its clinical and technical validity. This process includes defining tests for the concepts and mechanisms; obtaining standardized and optimized anatomic, functional, and molecular images; analyzing the data with computer models; displaying data appropriately; obtaining the appropriate statistic measures; and conducting tests on the principle, efficacy, and effectiveness.
In this article, we aim to explain the steps that must be established to enable biomarkers to be correctly applied, from their theoretical conception to their clinical implementation. To this end, we use the evaluation of angiogenesis in articular cartilage as an example.
Prognostic factors and functional imaging in rectal cancer
2012, Radiologia
La evolución del tratamiento de cáncer de recto durante los últimos años ha estado condicionada por diversos avances en el campo de la cirugía y terapias oncológicas neoadyuvantes. La introducción por Heald en 1982 del concepto del mesorrecto como unidad anatómica (escisión mesorrectal total) y la generalización de la radioquimioterapia preoperatoria, han determinado una mejoría del pronóstico en un número significativo de pacientes. Debido a estos avances, ha surgido la necesidad de que la imagen defina una serie de factores pronósticos del tumor, tanto antes como después del tratamiento neoadyuvante, que permitan individualizar el manejo del paciente con neoplasia de recto.
Por otra parte, la irrupción de las técnicas de imagen funcional y molecular permite abrir una vía de estudio in vivo de una serie de características tumorales distintivas como la angiogénesis, el metabolismo o la celularidad en las neoplasias de recto con una aportación creciente en la determinación del pronóstico, la estadificación, la planificación terapéutica y la evaluación de la respuesta al tratamiento en pacientes con cáncer de recto.
The outcome of treatment for rectal cancer in recent years has been improved by diverse advances in the field of surgery and in neoadjuvant oncologic therapies. Heald's introduction of the concept of the mesorectum as an anatomical unit (total mesorectal excision) in 1982 and the generalization of preoperative radiochemotherapy have improved the prognosis in a significant number of patients. Owing to these advances, it has become necessary for imaging studies to define a series of prognostic factors for tumors, both before and after neoadjuvant treatment, to make it possible to tailor treatment for individual patients with rectal tumors.
On the other hand, the advent of functional and molecular imaging techniques has provided a way to study a series of distinctive tumor characteristics in vivo, including the angiogenesis, metabolism, or cellularity of rectal tumors, and these techniques are making a growing contribution to the prognosis, staging, treatment planning, and evaluation of the response to therapy in patients with rectal cancer.
Diffusion-weighted breast imaging: Beyond morphology
2018, Lecture Notes in Computational Vision and Biomechanics

View all citing articles on Scopus

View full text

ActualizaciónImagen funcional tumoral. Parte 1Functional Imaging of Tumors. Part 1

Resumen

Abstract

Section snippets

Introducción

Angiogénesis

Difusión

Conclusiones

Conflicto de intereses

Functional Imaging in Clinical Oncology: Magnetic Resonance Imaging and Computerised Tomography-based Techniques

Clin Oncol

Image-guided radiotherapy: rationale, benefits, and limitations

Lancet Oncol

Theragnostic imaging for radiation oncolgy: dose painting by numbers

Lancet Oncol

Beyond RECIST: Molecular and functional imaging techniques for evaluation of response to targeted therapy

Cancer Treat Revs

Functional Imaging of Cancer with Emphasis on Molecular Techniques

CA Cancer J Clin

New Technologies and Directed Agents for Applications of Cancer Imaging

J Clin Oncol

Receptors and markers: toward a science of imaging through hybridization

Radiología

Imaging of angiogenesis: clinical techniques and novel imaging methods

AJR Am J Roetgenol

Imaging tumour angiogenesis

Cancer Imaging

Imaging of Tumor Angiogenesis: Functional or targeted?

AJR Am J Roetgenol

Tumoural vascularity as a prognostic factor in cancer patients: the evidence continues to grow

J Pathol

Tumor angiogenesis: pathophysiology and implications for contrast-enhanced MRI and CT assessment

Abdom Imaging

Imaging tumor angiogenesis: functional assessment using MDCT or MRI?

Abdom Imaging

Body perfusion CT: technique, clinical applications and advances

Radiol Clin N Am

Functional imaging of colorectal cancer angiogenesis

Lancet Oncol

Colorectal Tumor Vascularity: Quantitative Assessment with Multidetector CT. Do Tumor Perfusion Measurements Reflect Angiogenesis?

Radiology

In vivo assessment of neovascularization of liver metastases using perfusion CT

Br J Radiol

Imaging of tumour therapy responses by dynamic CT

Eur J Radiol

Peripheral pulmonary nodules: relationship between multi-slice spiral CT perfusion imaging and tumor angiogenesis and VEGF expression

BMC Cancer

Tumor angiogenesis and dynamic CT in colorectal carcinoma: radiologic–pathologic correlation

World J Gastroenterol

Efficacy, safety, and biomarkers of neoadjuvant bevacizumab, radiation therapy, and fluorouracil in rectal cancer: a multidisciplinary phase II study

J Clin Oncol

Dynamic CT evaluation of tumor vascularity in renal cell carcinoma

AJR Am J Roetgenol

Early antiangiogenic activity of bevacizumab evaluated by computed tomography perfusion scan in patients with advanced hepatocellular carcinoma

Oncologist

Dynamic contrast-enhanced MRI studies in oncology with an emphasis on quantification, validation and human studies

Clin Radiol

Dynamic Breast MR Imaging: Are Signal Intensity Time Course Data Useful for Differential Diagnosis of Enhancing Lesions?

Radiology

Functional MRI for anticancer therapy assessment

Eur J Cancer

Dynamic Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging As an Imaging Biomarker

J Clin Oncol

Dynamic contrast enhanced MRI in prostate cancer

Eur J Radiol

Actualización
Imagen funcional tumoral. Parte 1Functional Imaging of Tumors. Part 1