Huippunopea 3T eturauhasen MRI korkean gradienttivoiman ja syvän oppimisen avulla
maanantai 29. tammikuuta 2024 päivittänyt: Julian Alexander Luetkens, University Hospital, Bonn
Huippunopea 3T eturauhasen MRI korkean gradienttivoiman ja syvän oppimisen avulla: ensimmäinen kokemus
MRI-tekniikoiden viimeaikainen kehitys mahdollistaa ultrakorkean gradientin voimakkuuden diffuusiokuvauksen ja syvän oppimisen (DL) rekonstruoinnin kliinisissä rutiineissa.
Sen käyttökelpoisuutta eturauhasen biparametrisessa MRI:ssä (bpMRI) ei kuitenkaan ole tutkittu hyvin.
Tavoitteena on luoda supernopea 3 minuutin bpMRI-protokolla 3 Teslassa käyttämällä korkeaa gradienttivoimakkuutta ja DL-rekonstruktiota ja verrata sitä täydelliseen, moniparametriseen MRI (mpMRI) -protokollaan.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Yksityiskohtainen kuvaus
Eturauhasen moniparametrisesta MRI:stä (mpMRI) on tullut tärkein ei-invasiivinen diagnostinen työkalu eturauhassyövän arvioinnissa ja se on MRI-kohdennettu biopsian lähtökohta (1, 2). Koska eturauhassyövän ilmaantuvuus on korkea ja arviolta 290 000 uutta tapausta vuonna 2023 pelkästään Yhdysvalloissa (3), eturauhasen mpMRI:n laajan tarjonnan tarve on valtava. Nykyiset kliiniset MRI-protokollat ovat kuitenkin pitkiä ja kuvausajat ovat >30 minuuttia, mikä saattaa rajoittaa tutkittujen potilaiden määrää. Prostate Imaging Reporting and Data Systemin (PI-RADS) ohjeiden mukaan riittävään mpMRI-protokollaan tulee sisältyä diffuusiopainotettu kuvantaminen (DWI), T2-painotettu (T2w), dynaaminen kontrastitehostekuvaus sekä T1-painotettu kuvantaminen ennen ja jälkeen. varjoaineen antaminen (4,5). Itse protokollan lyhentämiseksi tai hankintaaikojen nopeuttamiseksi on kehitetty erilaisia lähestymistapoja. Esimerkiksi T2w-sekvenssin hakuaikojen merkittävä lyhennys saavutettiin käyttämällä syväoppimismenetelmiä (6) tai pakatun tunnistuksen edistysaskeleita (7), kun samaan aikaan kuvien laatu oli parantunut. Eri tutkimukset osoittivat, että kaksiparametriset MRI (bpMRI) -protokollat toimivat yhtä hyvin kuin tavalliset moniparametriset protokollat, mikä lyhensi tiedonkeruuaikaa tehokkaasti 5 minuuttiin (8, 9, 10). Tämä tehtiin keskittymällä vain DWI- ja T2w-kuvaukseen ja jättämällä pois dynaaminen kontrastitehostettu sekvenssi ja T1-painotetut sekvenssit, koska näiden diagnostisen lisäarvon oletetaan olevan rajoitettu (11).
MRI-tekniikoiden viimeaikainen kehitys mahdollistaa ultrakorkeat diffuusiogradientin vahvuudet, jopa 500 mT/m ja muuttonopeudet jopa 600 T/m/s, mikä vähentää kaikuaikoja ja kuvausaikoja diffuusiogradientin nopeamman muodostumisen ansiosta (12, 13). Lisäksi nämä gradientit pystyvät kuvaamaan pienessä mittakaavassa korkealla signaali-kohinasuhteella, mikä lisää peräkkäin herkkyyttä kudosmikrorakenteiden havaitsemiseksi (14, 15). Näiden gradienttien kokeellisesta luonteesta johtuen tätä tekniikkaa on tutkittu vain tutkimusympäristössä terveillä vapaaehtoisilla (16), mutta ei todellisessa kliinisessä ympäristössä, puhumattakaan eturauhasen kuvantamisesta.
Siksi tutkimuksen tavoitteena oli luoda supernopea lyhennetty bpMRI-protokolla potilaille, joilla epäillään eturauhassyöpää sekä ultrakorkeilla gradienteilla että syvän oppimisen rekonstruktiolla DWI- ja T2w-sekvensseille. Keräysaikojen arvioinnin lisäksi tämän tutkimuksen päätavoitteena oli arvioida bpMRI- ja mpMRI-kuvan yleistä laatua ja vaikutusta PI-RADS-pisteisiin.
Opintotyyppi
Havainnollistava
Ilmoittautuminen (Todellinen)
77
Yhteystiedot ja paikat
Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.
Opiskelupaikat
-
-
NRW
-
Bonn, NRW, Saksa, 53127
- University Hospital Bonn, Clinic for Diagnostic and Interventional Radiology
-
-
Osallistumiskriteerit
Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
- Aikuinen
- Vanhempi Aikuinen
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Ei
Näytteenottomenetelmä
Ei-todennäköisyysnäyte
Tutkimusväestö
Tutkimuspopulaatio koostuu miespotilaista, joilla on kliininen eturauhassyöpäepäily, kuten mukaanottokriteerit kuvaavat.
Kuvaus
Sisällyttämiskriteerit:
- Kohonnut PSA > 4ng/ml tai epäilyttävä digitaalinen peräsuolen tutkimus tai epäilyttävä transrektaalinen ultraääni
Poissulkemiskriteerit:
- Yleiset MRI-vasta-aiheet (yhteensopimaton sydämentahdistin, neurostimulaattorit) tai allergia gadoliinia sisältäville varjoaineille tai vakava klaustrofobia
Opintosuunnitelma
Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Sopimus PI-RADS-pisteistä
Aikaikkuna: Tammi-helmikuu 2024
|
Kolme radiologia, joilla on 3, 11 ja 12 vuoden kokemus eturauhasen magneettikuvauksesta, lukivat erikseen ja sokaisivat henkilökohtaisia ja kliinisiä parametreja (nimi, ikä, potilaan historia, eturauhasspesifisen antigeenin arvo, kliininen tutkimus ja transrektaalinen ultraääni) täydellisen bpMRI-protokollan ja arvostelivat leesiot PI-RADS-luokituksen mukaan.
Potilasta kohti havaittiin vain korkeimmin luokiteltu vaurio ja sitä vastaava eturauhasalue.
Jos oli kaksi erillistä leesiota, joilla oli korkein PI-RADS-pistemäärä sekä perifeerisellä että siirtymävyöhykkeellä, molemmat havaittiin.
Yhden kuukauden pesujakson jälkeen kaikki lukijat tekivät samoin mpMRI-protokollalle.
Sekä biparametristen että moniparametristen MRI PI-RADS -pisteiden yhteensopivuus koko eturauhaselle ja spesifiselle vyöhykkeelle (perifeerinen ja siirtymävyöhyke) arvioitiin laskemalla Cohensin κ, joka tulkittiin seuraavasti: <0,5 = huono; 0,5-0,75
= kohtalainen; 0,75-0,9
= hyvä; >0,9 = erinomainen.
|
Tammi-helmikuu 2024
|
|
Hankinnan aika
Aikaikkuna: Tammi-helmikuu 2024
|
Koko biparametrisen ja koko moniparametrisen protokollan hankintaajat mitattiin.
|
Tammi-helmikuu 2024
|
|
Kuvanlaatu
Aikaikkuna: Tammi-helmikuu 2024
|
Kaksi arvioijaa, joilla on 3 ja 11 vuoden kokemus, arvioi bpMRI-protokollan viiden pisteen Likert-asteikolla kuudessa eri laadullisessa kategoriassa (artefaktit, kuvan terävyys, leesion näkyvyys, kapselin rajaaminen, kokonaiskuvan terävyys ja diagnostinen luottamus).
Arvosanat määriteltiin seuraavasti: 1, ei-diagnostinen laajojen artefaktien vuoksi, anatomisten rakenteiden vahvasti heikentynyt näkyvyys ja ei diagnostista luottamusta; 2, useita esineitä, anatomisten rakenteiden vaikea näkyvyys ja alhainen diagnostinen luottamus; 3, kohtalaiset artefaktit, riittävä anatomisten rakenteiden näkyvyys ja kohtalainen diagnostinen luottamus; 4, vähän esineitä, hyvä anatomisten rakenteiden näkyvyys ja hyvä diagnostinen luottamus; 5, ei esineitä, erinomainen anatomisten rakenteiden näkyvyys ja korkea diagnostinen luottamus.
Molempien arvioijien tuloksista laskettiin keskiarvo.
|
Tammi-helmikuu 2024
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.
Sponsori
Tutkijat
- Päätutkija: Julian A Luetkens, PD Dr. med, University of Bonn
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Tutkimusta koskevien tietojen syöttämisestä vastaava henkilö toimittaa nämä julkaisut vapaaehtoisesti. Nämä voivat koskea mitä tahansa tutkimukseen liittyvää.
Yleiset julkaisut
- Eklund M, Jaderling F, Discacciati A, Bergman M, Annerstedt M, Aly M, Glaessgen A, Carlsson S, Gronberg H, Nordstrom T; STHLM3 consortium. MRI-Targeted or Standard Biopsy in Prostate Cancer Screening. N Engl J Med. 2021 Sep 2;385(10):908-920. doi: 10.1056/NEJMoa2100852. Epub 2021 Jul 9.
- Hugosson J, Mansson M, Wallstrom J, Axcrona U, Carlsson SV, Egevad L, Geterud K, Khatami A, Kohestani K, Pihl CG, Socratous A, Stranne J, Godtman RA, Hellstrom M; GOTEBORG-2 Trial Investigators. Prostate Cancer Screening with PSA and MRI Followed by Targeted Biopsy Only. N Engl J Med. 2022 Dec 8;387(23):2126-2137. doi: 10.1056/NEJMoa2209454.
- ACR, ESUR and AdMeTech Foundation. Prostate Imaging Reporting & Data System (PI-RADS). 2019. Version 2.1.
- Weiss J, Martirosian P, Notohamiprodjo M, Kaufmann S, Othman AE, Grosse U, Nikolaou K, Gatidis S. Implementation of a 5-Minute Magnetic Resonance Imaging Screening Protocol for Prostate Cancer in Men With Elevated Prostate-Specific Antigen Before Biopsy. Invest Radiol. 2018 Mar;53(3):186-190. doi: 10.1097/RLI.0000000000000427.
- Bischoff LM, Katemann C, Isaak A, Mesropyan N, Wichtmann B, Kravchenko D, Endler C, Kuetting D, Pieper CC, Ellinger J, Weber O, Attenberger U, Luetkens JA. T2 Turbo Spin Echo With Compressed Sensing and Propeller Acquisition (Sampling k-Space by Utilizing Rotating Blades) for Fast and Motion Robust Prostate MRI: Comparison With Conventional Acquisition. Invest Radiol. 2023 Mar 1;58(3):209-215. doi: 10.1097/RLI.0000000000000923. Epub 2022 Sep 2.
- Siegel RL, Miller KD, Wagle NS, Jemal A. Cancer statistics, 2023. CA Cancer J Clin. 2023 Jan;73(1):17-48. doi: 10.3322/caac.21763.
- Hegde JV, Mulkern RV, Panych LP, Fennessy FM, Fedorov A, Maier SE, Tempany CM. Multiparametric MRI of prostate cancer: an update on state-of-the-art techniques and their performance in detecting and localizing prostate cancer. J Magn Reson Imaging. 2013 May;37(5):1035-54. doi: 10.1002/jmri.23860.
- Bischoff LM, Peeters JM, Weinhold L, Krausewitz P, Ellinger J, Katemann C, Isaak A, Weber OM, Kuetting D, Attenberger U, Pieper CC, Sprinkart AM, Luetkens JA. Deep Learning Super-Resolution Reconstruction for Fast and Motion-Robust T2-weighted Prostate MRI. Radiology. 2023 Sep;308(3):e230427. doi: 10.1148/radiol.230427.
- Scialpi M, Prosperi E, D'Andrea A, Martorana E, Malaspina C, Palumbo B, Orlandi A, Falcone G, Milizia M, Mearini L, Aisa MC, Scialpi P, DE Dominicis C, Bianchi G, Sidoni A. Biparametric versus Multiparametric MRI with Non-endorectal Coil at 3T in the Detection and Localization of Prostate Cancer. Anticancer Res. 2017 Mar;37(3):1263-1271. doi: 10.21873/anticanres.11443. Erratum In: Anticancer Res. 2017 Jul;37(7):3981.
- Rais-Bahrami S, Siddiqui MM, Vourganti S, Turkbey B, Rastinehad AR, Stamatakis L, Truong H, Walton-Diaz A, Hoang AN, Nix JW, Merino MJ, Wood BJ, Simon RM, Choyke PL, Pinto PA. Diagnostic value of biparametric magnetic resonance imaging (MRI) as an adjunct to prostate-specific antigen (PSA)-based detection of prostate cancer in men without prior biopsies. BJU Int. 2015 Mar;115(3):381-8. doi: 10.1111/bju.12639. Epub 2014 Sep 15.
- De Visschere P, Lumen N, Ost P, Decaestecker K, Pattyn E, Villeirs G. Dynamic contrast-enhanced imaging has limited added value over T2-weighted imaging and diffusion-weighted imaging when using PI-RADSv2 for diagnosis of clinically significant prostate cancer in patients with elevated PSA. Clin Radiol. 2017 Jan;72(1):23-32. doi: 10.1016/j.crad.2016.09.011. Epub 2016 Oct 7.
- Huang SY, Witzel T, Keil B, Scholz A, Davids M, Dietz P, Rummert E, Ramb R, Kirsch JE, Yendiki A, Fan Q, Tian Q, Ramos-Llorden G, Lee HH, Nummenmaa A, Bilgic B, Setsompop K, Wang F, Avram AV, Komlosh M, Benjamini D, Magdoom KN, Pathak S, Schneider W, Novikov DS, Fieremans E, Tounekti S, Mekkaoui C, Augustinack J, Berger D, Shapson-Coe A, Lichtman J, Basser PJ, Wald LL, Rosen BR. Connectome 2.0: Developing the next-generation ultra-high gradient strength human MRI scanner for bridging studies of the micro-, meso- and macro-connectome. Neuroimage. 2021 Nov;243:118530. doi: 10.1016/j.neuroimage.2021.118530. Epub 2021 Aug 28.
- Fan Q, Eichner C, Afzali M, Mueller L, Tax CMW, Davids M, Mahmutovic M, Keil B, Bilgic B, Setsompop K, Lee HH, Tian Q, Maffei C, Ramos-Llorden G, Nummenmaa A, Witzel T, Yendiki A, Song YQ, Huang CC, Lin CP, Weiskopf N, Anwander A, Jones DK, Rosen BR, Wald LL, Huang SY. Mapping the human connectome using diffusion MRI at 300 mT/m gradient strength: Methodological advances and scientific impact. Neuroimage. 2022 Jul 1;254:118958. doi: 10.1016/j.neuroimage.2022.118958. Epub 2022 Feb 23.
- Setsompop K, Kimmlingen R, Eberlein E, Witzel T, Cohen-Adad J, McNab JA, Keil B, Tisdall MD, Hoecht P, Dietz P, Cauley SF, Tountcheva V, Matschl V, Lenz VH, Heberlein K, Potthast A, Thein H, Van Horn J, Toga A, Schmitt F, Lehne D, Rosen BR, Wedeen V, Wald LL. Pushing the limits of in vivo diffusion MRI for the Human Connectome Project. Neuroimage. 2013 Oct 15;80:220-33. doi: 10.1016/j.neuroimage.2013.05.078. Epub 2013 May 24.
- McNab JA, Edlow BL, Witzel T, Huang SY, Bhat H, Heberlein K, Feiweier T, Liu K, Keil B, Cohen-Adad J, Tisdall MD, Folkerth RD, Kinney HC, Wald LL. The Human Connectome Project and beyond: initial applications of 300 mT/m gradients. Neuroimage. 2013 Oct 15;80:234-45. doi: 10.1016/j.neuroimage.2013.05.074. Epub 2013 May 24.
- Huang SY, Tian Q, Fan Q, Witzel T, Wichtmann B, McNab JA, Daniel Bireley J, Machado N, Klawiter EC, Mekkaoui C, Wald LL, Nummenmaa A. High-gradient diffusion MRI reveals distinct estimates of axon diameter index within different white matter tracts in the in vivo human brain. Brain Struct Funct. 2020 May;225(4):1277-1291. doi: 10.1007/s00429-019-01961-2. Epub 2019 Sep 28.
Opintojen ennätyspäivät
Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan julkisella verkkosivustolla.
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Keskiviikko 1. marraskuuta 2023
Ensisijainen valmistuminen (Todellinen)
Sunnuntai 31. joulukuuta 2023
Opintojen valmistuminen (Todellinen)
Sunnuntai 31. joulukuuta 2023
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Maanantai 29. tammikuuta 2024
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Maanantai 29. tammikuuta 2024
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tiistai 6. helmikuuta 2024
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Tiistai 6. helmikuuta 2024
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Maanantai 29. tammikuuta 2024
Viimeksi vahvistettu
Maanantai 1. tammikuuta 2024
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- CX.001
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
EI
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Ei
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Joo
Yhdysvalloissa valmistettu ja sieltä viety tuote
Ei
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .