Monitoring and predicting Breast Cancer Neoadjuvant Chemotherapy Response using Diffuse Optical...
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Monitoring and predicting Breast Cancer Neoadjuvant Chemotherapy Response using Diffuse Optical Spectroscopic Imaging ( DOSI ) Bruce J. Tromberg, Ph.D.Laser Microbeam and Medical Program (LAMMP) Beckman Laser Institute and Medical ClinicDepartments of Biomedical Engineering Surgery
Bruce J. Tromberg, Ph.D
Dra Diana Montoya Instituto de Oncología Ángel H. Roffo Centro Mamario – Hospital Universitario Austral
Monitoreo y Predicción de la Respuesta a la Quimioterapia Neoadyuvante en Cancer de Mama utilizando Imágenes de Espectroscopía Óptica Difusa ( DOSI ) Bruce J. Tromberg, Ph.D.Laser Microbeam and Medical Program (LAMMP) Beckman Laser Institute and Medical ClinicDepartments of Biomedical Engineering Surgery
Esquema de Presentación
1. Modalidad : que es el DOSI ?
2. Hipótesis y Diseño del Trabajo
3. Población de Pacientes
4. Resultados
Esquema de Presentación
1. Modalidad : que es el DOSI ?
2. Hipótesis y Diseño del Trabajo
3. Población de Pacientes
4. Resultados
Bevilacqua, F., A. J. Berger, et al. Appl Opt 39(34): 6498-507 (2000).
Dispersion Lipid
Water
HbO2HbR
AbsorciónBroadband FDPM + CW-NIRS
6
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
This presentation is the intellectual property of the author/presenter. Contact
[email protected] for permission to reprint and/or distribute.
Tromberg, BJ, Pogue, BW, et al., Med. Phys., 35(6), 2443-2451, (2008).
Imágenes por Espectroscopia Óptica Difusa
( DOSI )
DOSI Scanner:Optical Contrast
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
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Tissue Optical Index (TOI) = (HbR x H2O)/lipid
DOSI Scanner:Optical Contrast
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
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Esquema de Presentación
1. Modalidad : que es el DOSI ?
2. Hipótesis y Diseño del Trabajo
3. Población de Pacientes
4. Resultados
Objetivos del EstudioObjetivo Primario: cambios en el Indice Optico del Tejido ( TOI ) T/N al
inicio de la Terapia y a Mitad de la terapia son predictivos de respuesta patologia completa (pRC) final ?
Antes de la Terapia A mitad de la Terapia
Tissue Optical Index (TOI)
Indicador de largo plazo de Sobrevida Global y Sobrevida libre de enfermedad
Respuesta Patologica Completa (pCR)Ausencia de Celulas Tumorales en el Area Resecada al momento de la Cirugía
ACRIN 6691-09
TOI = HHb x Water/lipid
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 10
• Permitido : Cualquier Regimen NAC y tumor para NAC• Multiples operadores entrenados DOSI en diferentes sitios
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
Objetivos del Estudio Objetivos Secundarios :
•Son significativos los cambios tempranos ?
•Hay cambios significativos en otros biomarcadores ópticos ?
•DOSI se correlaciona con la imágenes estándar ?
•La combinación de DOSI con imágenes estándar, mejora la predicción ?
Diseño del Estudio
Diseño del Estudio
Diseño del Estudio
Población de Pacientes
60 pac enroladas : tumores > 2cm
47 diseño estadístico
34 elegibles T y N
10 pRC y 24 no pRC (7 NR y 15 RP)
48.4 +/- 10.7 ( 30-67)
17 preM 1 periM 16 post M
Esquema de Presentación
1. Modalidad : que es el DOSI ?
2. Hipótesis y Diseño del Trabajo
3. Población de Pacientes
4. Resultados
Evaluación
6691- 08
Respuesta Completa Patológica pRC
Evaluación
6691- 21
No Respondedores ( no PRC )
Evaluación 6691:
08 y 21
21 : no respondedores
8 : pRC
Datos del Análisis Global : Antes de la Terapia
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 20
Baseline Tumor Properties Scatter Plot: n = 34Objetivo Secundario
Angiogenesis
Hyp
oxia
~9 µM
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
S. Ueda, D. Roblyer, et al, Can Res, (2012)Q. Zhu et al., Radiology (2013)
Datos del Análisis Global : Antes de la Terapia
Non-pCR: 15/24 = 62.5%
pCR: 2/10 = 20%
pCR: 8/10 = 80%
Non-pCR: 9/24 = 37.5%
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 21
Baseline Tumor Properties Scatter Plot: n = 34Objetivo secundario
Angiogenesis
Hyp
oxia
~9 µM
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
S. Ueda, D. Roblyer, et al, Can Res, (2012)Q. Zhu et al., Radiology (2013)
AUC análisis de pCR (n=10) vs. non-pCR (n=24)
Early-therapy % change in T/N O2Sat Mid-therapy % change in T/N TOI
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 22
Primary AimSecondary Aim
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
Frequency (Percent)
Central pathology determination
Non-pCR (n=20)
pCR (n=10) Total (n=30)
%change in Sat. ratio (T/N)
<= 0%9 1 10
> 0%11 9 20
% de cambio T/N O2Sat: en la linea de base al Inicio de la Terapia (1 semana )
pCR
Non-pCR
% change T/N O2Sat 0% cutoff
Odds Ratio = 7.364; p=0.082Objetivo Secundario
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
Frequency (Percent)
Central pathology determination
Non-pCR (n=24)
pCR (n=10) Total (n=34)
%change in TOI ratio (T/N)
<= -40%8 7 15
> -40%16 3 19
% de cambio T/N TOI: en la Linea de Base a Mitad de la Terapia
% change T/N TOI
Odds Ratio = 4.667; p=0.0586Objetivo Primario
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pCR
Non-pCR
-40% cutoff
Conclusiones y Trabajo a Futuro …
• El punto medio %T/N TOI predice pCR con OR = 4.7
– Marginalmente significativo (p =0.059) para 40%
punto de corte
• En la 1ª Semana %T/N O2Sat predice pCR con OR= 7.4
– Marginalmente significativo (p =0.082) for 0%
punto de corte
• Control por Receptores Estrogénicos – No tuvo impacto en TOI and SAT como predictores
• Control por 17 tumores Areolares :
– Mejora en el punto medio del TOI (OR = 5.6; p = 0.050)
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 25
Poblacion variada y diferentes terapias
NAC
Multiples operadores DOSI
Tecnologia Experimental
Pequeño N (34)
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Conclusiones y Trabajo a futuro Estudios a Futuro
–Comprender la dispersión de los datos en los no-pCR • 8/24 pacientes no-pCR tuvieron una reducción del TOI >40%; se benefician con la NAC ?• Segmento de pacientes con propiedades de base para mejorar las predicciones ?
–Reducir las variaciones gobales en el estudio • Regimenes comunes de NAC , subtipos moleculares y perfil de los pacientes • Aumentar el número total de pacientes
–Integrar la información • SE puede combinar la información DOSI basal , temprana y a Mitad de la terapia para
optimizar la estrategia de tratamiento en cada paciente?• Puede el DOSI combinado con los métodos Standart y Biomarcadores dar un cuadro mas
completo ?
Group Meeting • Nov 13-15, 2014 26
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
Agradecimientos
ECOG-ACRIN: ACR-50185NIBIB P41EB015890 Laser Microbeam and Medical Program
NCI U54CA136400 Network for Translational ResearchNCI P30CA62203 Chao Family Comprehensive Cancer Center
NCI R01CA142989
ACRIN Staff: Sharon Mallett, Donna Hartfeil, Dunstan Horng
ACRIN Advocates: Nancy Sauers, Carole Baas
UC Irvine Staff: Amanda Durkin, Montana Compton, Jennifer Ehren, Erin Sullivan, Brian Hill, Keunsik No
San Antonio Breast Cancer Research Symposium, Dec 9-13, 2014
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