高勾配強度と深層学習を使用した超高速 3T 前立腺 MRI

前立腺のマルチパラメトリック MRI (mpMRI) は、前立腺がんの評価のための最も重要な非侵襲的診断ツールとなっており、MRI 標的生検のベースラインとなっています (1、2)。 前立腺がんの発生率は高く、米国だけで 2023 年の新規症例数は推定 290,000 人と推定されているため (3)、前立腺 mpMRI の広範な提供の必要性は計り知れません。 しかし、現在の臨床 MRI プロトコルは取得時間が 30 分を超えて長いため、検査を受ける患者の数が制限される可能性があります。 Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) のガイドラインによれば、十分な mpMRI プロトコルには、拡散強調イメージング (DWI)、T2 強調イメージング (T2w) イメージング、ダイナミック コントラスト強調イメージング、および前後の T1 強調イメージングが含まれている必要があります。造影剤の投与 (4,5)。 プロトコル自体を短縮したり、取得時間を短縮したりするために、さまざまなアプローチが開発されています。 たとえば、ディープラーニング手法 (6) や圧縮センシングの進歩 (7) の採用により、T2w シーケンス取得時間の大幅な短縮が達成され、同時に画像の品質も向上しました。 さまざまな研究では、バイパラメトリック MRI (bpMRI) プロトコルが標準のマルチパラメトリック プロトコルと比較して同等のパフォーマンスを示し、取得時間が 5 分まで効果的に短縮されたことが示されました (8、9、10)。 これは、DWI と T2w イメージングのみに焦点を当て、動的コントラスト強調シーケンスと T1 強調シーケンスを省略することによって行われました。これは、これらの追加の診断価値が制限されていると考えられるためです (11)。

最近の MRI 技術の開発により、最大 500 mT/m の超高拡散勾配強度と最大 600 T/m/s のスルーレートが可能になり、拡散勾配の確立が速くなることによりエコー時間と収集時間が短縮されます (12、 13)。 さらに、これらの勾配は、高い信号対雑音比で小さなスケールで画像化することができ、組織の微細構造の検出感度を継続的に高めます(14,15)。 これらの勾配の実験的性質のため、この技術は健康なボランティアを対象とした研究環境でのみ研究されており (16)、前立腺イメージングは​​おろか、現実の臨床環境でも研究されていません。

したがって、研究の目的は、DWI シーケンスと T2w シーケンスの超高勾配と深層学習再構成の両方を使用して、前立腺がんの疑いのある患者のための超高速短縮 bpMRI プロトコルを確立することでした。 取得時間の評価に加えて、この研究の主な目的は、bpMRI と mpMRI の全体的な画質と PI-RADS スコアへの影響を評価することでした。