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Erschienen in:

03.07.2024 | Research

Application of 5T glutamate chemical exchange saturation transfer imaging in brain tumors: preliminary results

verfasst von: Jie Zhou, Wenbo Sun, Huan Li, Xiaopeng Song, Dan Xu, Haibo Xu

Erschienen in: Journal of Neuro-Oncology | Ausgabe 3/2024

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Abstract

Purpose

Glutamate chemical exchange saturation transfer (GluCEST) is a non-invasive CEST imaging technique for detecting glutamate levels in tissues. We aimed to investigate the reproducibility of the 5T GluCEST technique in healthy volunteers and preliminarily explore its potential clinical application in patients with brain tumors.

Methods

Ten volunteers (4 males, mean age 29 years) underwent three 5T GluCEST imaging scans. The reproducibility of the three imaging GluCEST measurements was assessed using one-way repeated measures analysis of variance (ANOVA), generalized estimating equations, and linear mixed models. Twenty-eight patients with brain tumors (10 males, mean age 54 years) underwent a single GluCEST scan preoperatively, and t-tests were used to compare the differences in GluCEST values between different brain tumors. In addition, the diagnostic accuracy of GluCEST values in differentiating brain tumors was assessed using the receiver work characteristics (ROC) curve.

Results

The coefficients of variation of GluCEST values in healthy volunteers were less than 5% for intra-day, inter-day, and within-subjects and less than 10% for between-subjects. High-grade gliomas (HGG) had higher GluCEST values compared to low-grade gliomas (LGG) (P < 0.001). In addition, cerebellopontine angle (CPA) meningiomas had higher GluCEST values than acoustic neuromas (P < 0.001). The area under the curve (AUC) of the GluCEST value for differentiating CPA meningioma from acoustic neuroma was 0.93.

Conclusion

5T GluCEST images are highly reproducible in healthy brains. In addition, the 5T GluCEST technique has potential clinical applications in differentiating LGG from HGG and CPA meningiomas from acoustic neuromas.
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Literatur
6.
Zurück zum Zitat Monleon D, Morales JM, Gonzalez-Darder J, Talamantes F, Cortes O, Gil-Benso R, Lopez-Gines C, Cerda-Nicolas M, Celda B (2008) Benign and atypical meningioma metabolic signatures by high-resolution magic-angle spinning molecular profiling. J PROTEOME RES 7:2882–2888. https://doi.org/10.1021/pr800110aCrossRefPubMed Monleon D, Morales JM, Gonzalez-Darder J, Talamantes F, Cortes O, Gil-Benso R, Lopez-Gines C, Cerda-Nicolas M, Celda B (2008) Benign and atypical meningioma metabolic signatures by high-resolution magic-angle spinning molecular profiling. J PROTEOME RES 7:2882–2888. https://​doi.​org/​10.​1021/​pr800110aCrossRefPubMed
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Zurück zum Zitat Roalf DR, Nanga R, Rupert PE, Hariharan H, Quarmley M, Calkins ME, Dress E, Prabhakaran K, Elliott MA, Moberg PJ, Gur RC, Gur RE, Reddy R, Turetsky BI (2017) Glutamate imaging (GluCEST) reveals lower brain GluCEST contrast in patients on the psychosis spectrum. MOL PSYCHIATR 22:1298–1305. https://doi.org/10.1038/mp.2016.258CrossRef Roalf DR, Nanga R, Rupert PE, Hariharan H, Quarmley M, Calkins ME, Dress E, Prabhakaran K, Elliott MA, Moberg PJ, Gur RC, Gur RE, Reddy R, Turetsky BI (2017) Glutamate imaging (GluCEST) reveals lower brain GluCEST contrast in patients on the psychosis spectrum. MOL PSYCHIATR 22:1298–1305. https://​doi.​org/​10.​1038/​mp.​2016.​258CrossRef
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Zurück zum Zitat Sydnor VJ, Larsen B, Kohler C, Crow A, Rush SL, Calkins ME, Gur RC, Gur RE, Ruparel K, Kable JW, Young JF, Chawla S, Elliott MA, Shinohara RT, Nanga R, Reddy R, Wolf DH, Satterthwaite TD, Roalf DR (2021) Diminished reward responsiveness is associated with lower reward network GluCEST: an ultra-high field glutamate imaging study. MOL PSYCHIATR 26:2137–2147. https://doi.org/10.1038/s41380-020-00986-yCrossRef Sydnor VJ, Larsen B, Kohler C, Crow A, Rush SL, Calkins ME, Gur RC, Gur RE, Ruparel K, Kable JW, Young JF, Chawla S, Elliott MA, Shinohara RT, Nanga R, Reddy R, Wolf DH, Satterthwaite TD, Roalf DR (2021) Diminished reward responsiveness is associated with lower reward network GluCEST: an ultra-high field glutamate imaging study. MOL PSYCHIATR 26:2137–2147. https://​doi.​org/​10.​1038/​s41380-020-00986-yCrossRef
Metadaten
Titel
Application of 5T glutamate chemical exchange saturation transfer imaging in brain tumors: preliminary results
verfasst von
Jie Zhou
Wenbo Sun
Huan Li
Xiaopeng Song
Dan Xu
Haibo Xu
Publikationsdatum
03.07.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Neuro-Oncology / Ausgabe 3/2024
Print ISSN: 0167-594X
Elektronische ISSN: 1573-7373
DOI
https://doi.org/10.1007/s11060-024-04759-3

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