Predicting the Histological Type of Spinal Metastases Using Amide Proton Transfer-Weighted Imaging Combined with Apparent Diffusion Coefficient

जब कैंसर अपने मूल स्थान से फैलकर रीढ़ की हड्डियों तक पहुँच जाता है, तो यह एक जटिल चिकित्सा पहेली बन जाता है। ये माध्यमिक ट्यूमर, जिन्हें मेटास्टेसिस के रूप में जाना जाता है, गंभीर दर्द पैदा कर सकते हैं और गति को सीमित कर सकते हैं, लेकिन डॉक्टरों के लिए सबसे बड़ी चुनौती अक्सर केवल यह जानना होता है कि कैंसर कहाँ से शुरू हुआ था। एक ट्यूमर जो फेफड़ों में शुरू हुआ था, वह स्तन या प्रोस्टेट से शुरू हुए ट्यूमर की तुलना में अलग व्यवहार करता है, और प्रत्येक के लिए उपचार योजनाएं पूरी तरह से अलग होती हैं। सही विकल्प चुनने के लिए, चिकित्सकों को आमतौर पर कैंसर के विशिष्ट प्रकार को जानने की आवश्यकता होती है, लेकिन उस उत्तर को खोजने के लिए अक्सर एक आक्रामक बायोप्सी की आवश्यकता होती है, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें जोखिम शामिल हैं और जिसे रीढ़ पर करना कठिन हो सकता है। वर्षों से, मानक मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग, या एमआरआई (MRI), इन लीजन्स (lesions) को देखने के लिए मुख्य उपकरण रहा है, जो ट्यूमर कहाँ है और वह कितना बड़ा हुआ है, इसके स्पष्ट चित्र प्रदान करता है। हालाँकि, ये पारंपरिक चित्र मुख्य रूप से द्रव्यमान (mass) के आकार और रूप को दिखाते हैं, जिससे ट्यूमर की आंतरिक जैविक संरचना एक रहस्य बनी रहती है। वे जंगल को तो देख सकते हैं, लेकिन वे विशेष रूप से पेड़ों की प्रजातियों की पहचान करने में संघर्ष करते हैं।

इसे हल करने के लिए, गांसु यूनिवर्सिटी ऑफ चाइनीज मेडिसिन के एफ़िलिएटेड अस्पताल के शोधकर्ताओं ने दो उन्नत इमेजिंग तकनीकों की ओर रुख किया जो सतह से भी गहरा देखती हैं। पहली विधि जिसे 'एमाइड प्रोटॉन ट्रांसफर-वेटेड इमेजिंग' कहा जाता है, एक रासायनिक सेंसर की तरह कार्य करती है। यह कुछ हाइड्रोजन परमाणुओं के पानी के अणुओं के साथ आदान-प्रदान को ट्रैक करके ट्यूमर ऊतक के भीतर गतिशील प्रोटीन और पेप्टाइड्स की उपस्थिति का पता लगाती है। क्योंकि विभिन्न प्रकार की कैंसर कोशिकाएं अलग-अलग मात्रा में प्रोटीन का उत्पादन करती हैं और उनकी चयापचय गतिविधियाँ भिन्न होती हैं, इसलिए यह तकनीक ट्यूमर के उद्गम के लिए एक अद्वितीय रासायनिक हस्ताक्षर प्रकट कर सकती है। दूसरी तकनीक 'अपैरेंट डिफ्यूजन कोएफिशिएंट' (apparent diffusion coefficient) है, जो डिफ्यूजन-वेटेड इमेजिंग से प्राप्त एक माप है जो यह मानचित्रित करता है कि ऊतक के माध्यम से पानी के अणु कितनी स्वतंत्रता से चलते हैं। घनी आबादी वाले, तेजी से बढ़ने वाले ट्यूमर में, पानी संघर्ष करता है, जबकि ढीले ऊतकों में, यह अधिक आसानी से बहता है। इन दो दृश्यों को जोड़कर—एक रासायनिक संरचना को देखता है और दूसरा कोशिकाओं के भौतिक घनत्व को—शोधकर्ताओं ने बिना सुई के ट्यूमर की पहचान का एक अधिक पूर्ण चित्र बनाने की उम्मीद की।

टीम ने साठ-एक रोगियों को शामिल करते हुए एक भावी अध्ययन (prospective study) किया, जिनके रोग निदान (pathology) से पहले ही पुष्टि हो चुकी थी कि उन्हें स्पाइनल मेटास्टेसिस है। इस समूह को उनके कैंसर के प्राथमिक स्रोत के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया था: बीस रोगी फेफड़ों के कैंसर के, छब्बीस प्रोस्टेट कैंसर के, और पंद्रह स्तन कैंसर के। प्रत्येक रोगी का एक व्यापक एमआरआई स्कैन किया गया जिसमें मानक अनुक्रमों (sequences), रासायनिक-संवेदनशील एमाइड प्रोटॉन ट्रांसफर इमेजिंग, और डिफ्यूजन-वेटेड इमेजिंग शामिल थे। तीन अनुभवी रेडियोलॉजिस्टों ने, जो रोगियों के अंतिम निदान से अनभिज्ञ थे, छवियों से ट्यूमर के ठोस हिस्सों के मानों को स्वतंत्र रूप से मापा। उन्होंने ट्यूमर द्रव्यमान के चारों ओर 'रीजन ऑफ इंटरेस्ट' (regions of interest) को सावधानीपूर्वक बनाया, मृत ऊतक या तरल पदार्थ वाले क्षेत्रों से बचते हुए ताकि वे केवल सक्रिय कैंसर कोशिकाओं को ही माप सकें। शोधकर्ताओं ने पाया कि विभिन्न डॉक्टरों के बीच माप अत्यधिक सुसंगत थे, जिससे पुष्टि हुई कि यह तकनीक विश्वसनीय है।

जब डेटा का विश्लेषण किया गया, तो तीनों समूहों के बीच स्पष्ट अंतर उभर कर आए। फेफड़ों के कैंसर के मेटास्टेसिस में एमाइड प्रोटॉन ट्रांसफर इमेजिंग से उच्चतम रासायनिक संकेत देखा गया, जो औसतन लगभग पांच प्रतिशत था। प्रोस्टेट कैंसर के मेटास्टेसिस बीच में थे, जबकि स्तन कैंसर के मेटास्टेसिस ने सबसे कम मान दिखाए, जो औसतन तीन प्रतिशत से थोड़ा अधिक था। इससे यह संकेत मिला कि रीढ़ में फेफड़ों की कैंसर कोशिकाएं अधिक गतिशील प्रोटीन का उत्पादन कर रही थीं या उनका चयापचय वातावरण अन्य दो प्रकारों की तुलना में भिन्न था। पानी के संचलन के माप ने थोड़ी अलग कहानी बताई। प्रोस्टेट कैंसर समूह में पानी का प्रसार (diffusion) उच्चतम था, जिसका अर्थ है कि पानी उन ट्यूमर के माध्यम से फेफड़ों और स्तन कैंसर के समूहों की तुलना में अधिक स्वतंत्र रूप से घूमता है। दिलचस्प बात यह है कि फेफड़ों और स्तन कैंसर समूहों में पानी का संचलन काफी समान था, जिससे केवल उस एकल माप का उपयोग करके उन्हें अलग करना कठिन हो गया।

यह देखने के लिए कि ये संख्याएँ वास्तव में उन्हें एक-दूसरे से कितनी अच्छी तरह अलग कर सकती हैं, शोधकर्ताओं ने उनकी सटीकता का परीक्षण करने के लिए एक सांख्यिकीय पद्धति का उपयोग किया। फेफड़ों के कैंसर को प्रोस्टेट कैंसर से अलग करने के प्रयास में, केवल रासायनिक संकेत का उपयोग करना सहायक था, लेकिन इसे पानी के संचलन के डेटा के साथ मिलाने से सटीकता में काफी सुधार हुआ। संयुक्त दृष्टिकोण प्रोस्टेट कैंसर को स्तन कैंसर से अलग करने में और भी अधिक प्रभावी था। हालाँकि, जब फेफड़ों के कैंसर को स्तन कैंसर से अलग करने की बात आई, तो रासायनिक संकेत अपने आप में ही इतना शक्तिशाली था कि पानी के माप को जोड़ने से बहुत अधिक अतिरिक्त मूल्य नहीं मिला। अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि दोनों में से कोई भी तकनीक हर तुलना के लिए अकेले पूर्ण नहीं है, लेकिन उन्हें एक साथ उपयोग करने से स्पाइनल मेटास्टेससिस के उद्गम की भविष्यवाणी करने का एक शक्तिशाली, गैर-आक्रामक तरीका मिलता है। यह दृष्टिकोण जानकारी की एक नई परत प्रदान करता है जो डॉक्टरों को उपचार योजनाओं को अधिक तेज़ी से और सुरक्षित रूप से तैयार करने में मदद कर सकता है, जिससे संभावित रूप से कठिन मामलों में जोखिम भरी बायोप्सी की आवश्यकता कम हो सकती है।