MRI della prostata 3T superveloce che utilizza la forza del gradiente elevato e l'apprendimento profondo

La risonanza magnetica multiparametrica (mpMRI) della prostata è diventata lo strumento diagnostico non invasivo più importante per la valutazione del cancro alla prostata e costituisce la base per la biopsia mirata alla risonanza magnetica (1,2). Poiché l’incidenza del cancro alla prostata è elevata, con una stima di 290.000 nuovi casi entro il 2023 solo negli Stati Uniti (3), la necessità di una fornitura diffusa di mpMRI della prostata è immensa. Tuttavia, gli attuali protocolli clinici di risonanza magnetica sono lunghi con tempi di acquisizione superiori a 30 minuti, limitando potenzialmente il numero di pazienti esaminati. Secondo le linee guida del Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS), un protocollo mpMRI sufficiente deve includere immagini pesate in diffusione (DWI), immagini pesate in T2 (T2w), immagini con contrasto dinamico migliorato e immagini pesate in T1 pre e post somministrazione di contrasto (4,5). Sono stati sviluppati diversi approcci per abbreviare il protocollo stesso o per accelerare i tempi di acquisizione. Ad esempio, è stata ottenuta una riduzione significativa dei tempi di acquisizione della sequenza T2w impiegando metodi di deep learning (6) o progressi nel rilevamento compresso (7), mentre allo stesso tempo le immagini hanno migliorato la qualità. Diversi studi hanno mostrato prestazioni uguali dei protocolli MRI biparametrici (bpMRI) rispetto al protocollo multiparametrico standard, riducendo efficacemente il tempo di acquisizione fino a 5 minuti (8,9,10). Ciò è stato fatto concentrandosi solo sull'imaging DWI e T2w omettendo la sequenza con contrasto dinamico potenziato e le sequenze pesate in T1, poiché si suppone che il valore diagnostico aggiuntivo di queste sia limitato (11).

I recenti sviluppi nelle tecniche MRI consentono intensità di gradiente di diffusione ultra elevate fino a 500 mT/m e velocità di risposta fino a 600 T/m/s, riducendo così i tempi di eco e i tempi di acquisizione mediante una più rapida creazione del gradiente di diffusione (12, 13). Inoltre, questi gradienti sono in grado di acquisire immagini su piccola scala con un elevato rapporto segnale-rumore, migliorando consecutivamente la sensibilità per il rilevamento delle microstrutture tissutali (14,15). A causa della natura sperimentale di questi gradienti, questa tecnica è stata studiata solo in un contesto di ricerca su volontari sani (16), ma non in un contesto clinico reale, per non parlare dell’imaging della prostata.

Pertanto, lo scopo dello studio era quello di stabilire un protocollo bpMRI abbreviato superveloce per i pazienti con sospetto di cancro alla prostata utilizzando sia gradienti ultra-alti che ricostruzione con apprendimento profondo per sequenze DWI e T2w. Oltre alla valutazione dei tempi di acquisizione, l'obiettivo principale di questo studio era valutare la qualità complessiva dell'immagine di bpMRI e mpMRI e l'influenza sui punteggi PI-RADS.