Hochauflösende MRT-Studie für Prostatakrebs

2.0 HINTERGRUND UND BEGRÜNDUNG

Multiparametrische MRT Multiparametrische MRI, die T2-gewichtete, diffusionsgewichtete und dynamisch kontrastverstärkte (DCE) Bilder kombiniert, wird üblicherweise zur Erkennung und Lokalisierung von Prostataläsionen eingesetzt. Die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) reagiert empfindlich auf die Diffusion von Wassermolekülen, die mit umgebenden Makromolekülen interagieren. Der DWI, der einen quantitativen biologischen Parameter namens scheinbarer Diffusionskoeffizient (ADC) liefert, ist ein robuster MRT-Parameter zur Unterscheidung von gutartigem und bösartigem Prostatagewebe. Tatsächlich stützt sich die neueste Version des Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS)-Scoring-Systems fast ausschließlich auf DWI, um Tumore in der peripheren Zone zu identifizieren, wo sich die überwiegende Mehrheit der Prostatakrebsarten bildet. Befunde auf T2-Bildern werden nicht verwendet, um Krebs zu identifizieren, und DCE-Bilder werden nur verwendet, um zwischen einigen PI-RADS 3- und 4-Läsionen zu unterscheiden. In einer Pilotstudie zu Prostatakrebs-AS war die DW-MRT nützlich, um das Fortschreiten des Gleason-Scores basierend auf Änderungen des ADC-Werts zu erkennen. Die Tumorgröße ist ein weiteres wichtiges klinisches Kriterium zur Definition von Prostatakrebs mit niedrigem Risiko, und es wurde gezeigt, dass die Tumorgröße basierend auf DWI Prostatakrebs mit niedrigem Risiko grob vorhersagt. Herkömmliche DWI mit Single-Shot-Echo-Planar-Bildgebung ist jedoch nicht in der Lage, kleine Tumore, niedriggradige Tumoren oder kleine Veränderungen der Tumorgröße bei serieller Bildgebung zu erkennen. Etwa 20 % der kleinen, niedriggradigen Tumore, die bei Männern unter AS gefunden werden, werden in modernen Prostata-MRT erkannt.

Hochauflösende MRT-Untersucher führen eine neue dreidimensionale (3D) hochauflösende diffusionsgewichtete Bildgebungssequenz (HR-DWI) ein, die die Bildqualität verbessert und gleichzeitig eine mindestens 5-fache Verbesserung der Auflösung im Vergleich zu standardmäßigen zweidimensionalen ( 2D) DWI (S-DWI). Diese neuartige 3D-DWI-Technik wurde von unserem Team entwickelt und kann auf bestehenden 1,5-T- oder 3-T-MRT-Systemen angewendet werden. S-DWI leidet unter zwei wichtigen Einschränkungen. a) Es verwendet Einzelschuss-Echo-Planar-Bildgebung (EPI) zur Datenerfassung, die durch magnetische Suszeptibilität induzierte Streifenartefakte und geometrische Verzerrungen erzeugt, so dass runde Objekte oval erscheinen können. b) Das relativ niedrige Signal-Rausch-Verhältnis und die 2D-Bilderfassung mit S-DWI begrenzen die räumliche Auflösung, die durch den Mindestabstand zwischen zwei Objekten definiert ist, der erforderlich ist, um sie eindeutig aufzulösen. Unser HR-DWI überwindet diese Einschränkungen durch die Verwendung einer auf Magnetisierung vorbereiteten Multi-Shot-Turbo-Spin-Echo-Erfassung, die das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), die räumliche Auflösung und die Bildqualität verbessert und geometrische Verzerrungen und damit verbundene Schlierenartefakte eliminiert mit Epi.

Vorläufige Studien

In vorläufigen Studien zur Bewertung der Leistung unseres HR-DWI in einer prospektiven Pilotstudie mit Prostatakrebs-AS-Patienten konnte die Technik Tumore erkennen, die auf S-DWI nicht sichtbar waren, und ADC messen, das mit dem Grad korreliert. Dies ist wichtig, da der langfristige natürliche Verlauf von kleinen Prostatakarzinomen, die für S-DWI unsichtbar sind, nie prospektiv definiert wurde, teilweise aufgrund des Mangels an angemessener Bildgebungstechnologie. Im Zeitalter der Molekulardiagnostik und Next-Generation-Sequencing ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Biologie dieser Läsionen die Entwicklung von Technologien zur Abbildung und Charakterisierung dieser Läsionen. Die Bedeutung von HR-DWI umfasst:

• Eine bessere Bildgebung wird es ermöglichen, diese Läsionen seriell zu überwachen und gezielt für eine Biopsie auszuwählen, wodurch Gewebe sowohl für die histologische als auch für die molekulare Charakterisierung bereitgestellt wird.
• Bildgebung mit höherer Auflösung wird die Tumorgrenzen besser abgrenzen, was das Tumor-Staging verbessern und Ränder während der partiellen Drüsenablation durch Kryotherapie oder hochintensiven fokussierten Ultraschall (HIFU) identifizieren kann, der 2015 von der US-amerikanischen FDA zugelassen wurde.
• Eine verbesserte Bildauflösung ermöglicht eine genauere Messung der Tumorgröße und des ADC sowie die Erkennung kleiner Änderungen der Größe oder des Grads im Laufe der Zeit. Standard-Prostata-DWI hat eine schlechte Auflösung; daher wurde die Tumorwachstumskinetik nie als klinisches Kriterium für die Krebsprogression unter AS akzeptiert. Wenn sich die Kinetik des Tumorwachstums oder Änderungen des Grads, die durch ADC bestimmt werden, als prognostisch erweisen, kann sich AS weniger auf serielle transrektale Biopsien verlassen, was zu schwerwiegenden Komplikationen führen kann.