Hoge resolutie MRI-onderzoek voor prostaatkanker

2.0 ACHTERGROND EN RATIONALE

Multiparametrische MRI Multiparametrische MRI die T2-gewogen, diffusiegewogen en dynamische contrastversterkte (DCE) beelden combineert, wordt vaak gebruikt voor de detectie en lokalisatie van prostaatlaesies. Diffusion-weighted imaging (DWI) is gevoelig voor de diffusie van watermoleculen die interageren met omringende macromoleculen. DWI, die een kwantitatieve biologische parameter biedt die de waarde van de schijnbare diffusiecoëfficiënt (ADC) wordt genoemd, is een robuuste MRI-parameter voor het onderscheiden van goedaardig en kwaadaardig prostaatweefsel. In feite vertrouwt de nieuwste versie van het Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS) scoresysteem bijna uitsluitend op DWI om tumoren in de perifere zone te identificeren, waar de overgrote meerderheid van prostaatkanker ontstaat. Bevindingen op T2-beelden worden niet gebruikt om kanker te identificeren, en DCE-beelden worden alleen gebruikt om onderscheid te maken tussen sommige PI-RADS 3- en 4-laesies. In een pilootstudie van prostaatkanker AS was DW-MRI nuttig voor het detecteren van de progressie van de Gleason-score op basis van veranderingen in de ADC-waarde. De tumorgrootte is een ander belangrijk klinisch criterium voor het definiëren van prostaatkanker met een laag risico, en het is aangetoond dat de tumorgrootte op basis van DWI een ruwe voorspeller is van prostaatkanker met een laag risico. Conventionele DWI die gebruik maken van single-shot echo-planar imaging is echter niet in staat om kleine tumoren, laaggradige tumoren of kleine veranderingen in tumorgrootte op seriële beeldvorming te detecteren. Ongeveer 20% van de kleine, laaggradige tumoren die worden gevonden bij mannen met as worden gedetecteerd op moderne prostaat-MRI.

Hoge resolutie MRI-onderzoekers introduceren een nieuwe driedimensionale (3D) hoge resolutie diffusiegewogen beeldvormingsreeks (HR-DWI), die de beeldkwaliteit verbetert en tegelijkertijd een minstens vijfvoudige verbetering in resolutie oplevert in vergelijking met standaard tweedimensionale ( 2D) DWI (S-DWI). Deze nieuwe 3D DWI-techniek is door ons team ontwikkeld en kan worden toegepast op bestaande 1,5T- of 3T-MRI-systemen. S-DWI heeft twee belangrijke beperkingen. a) Het maakt gebruik van single-shot echo-planar imaging (EPI) voor data-acquisitie, wat door magnetische gevoeligheid veroorzaakte strepenartefacten en geometrische vervormingen produceert, zodat ronde objecten ovaal kunnen lijken. b) De relatief lage signaal-ruisverhouding en 2D-beeldacquisitie met S-DWI beperken de ruimtelijke resolutie, die wordt bepaald door de minimale afstand tussen twee objecten die nodig is om ze uniek op te lossen. Onze HR-DWI overwint deze beperkingen door gebruik te maken van magnetisatie-voorbereide, multi-shot, turbo-spin-echo-acquisitie, die de signaal-ruisverhouding (SNR), ruimtelijke resolutie en beeldkwaliteit verbetert, en geometrische vervormingen en daarmee gepaard gaande streaking-artefacten elimineert met EPI.

Voorstudies

In voorbereidende studies die de prestaties van onze HR-DWI beoordelen in een prospectieve pilot-studie van AS-patiënten met prostaatkanker, kan de techniek tumoren detecteren die niet worden gezien op S-DWI en ADC meten, wat correleert met graad. Dit is belangrijk omdat het natuurlijke beloop op de lange termijn van kleine prostaatkankers die onzichtbaar zijn voor S-DWI nooit prospectief is gedefinieerd, deels vanwege een gebrek aan adequate beeldvormingstechnologie. In het tijdperk van moleculaire diagnostiek en sequencing van de volgende generatie is een belangrijke stap in het begrijpen van de biologie van deze laesies het ontwikkelen van technologieën om deze laesies in beeld te brengen en te karakteriseren. Het belang van HR-DWI omvat:

• Door betere beeldvorming kunnen deze laesies serieel worden gecontroleerd en gericht op biopsie, waardoor weefsel wordt verkregen voor zowel histologische als moleculaire karakterisering.
• Beeldvorming met een hogere resolutie zal de tumorgrenzen beter afbakenen, wat de stadiëring van tumoren kan verbeteren en marges kan identificeren tijdens gedeeltelijke klierablatie door cryotherapie of gefocuste echografie met hoge intensiteit (HIFU), die in 2015 werd goedgekeurd door de Amerikaanse FDA.
• Een verbeterde beeldresolutie zal een nauwkeurigere meting van de tumorgrootte en ADC mogelijk maken, en detectie van kleine veranderingen in grootte of graad in de loop van de tijd. Standaard prostaat DWI heeft een slechte resolutie; daarom is tumorgroeikinetiek nooit geaccepteerd als klinische criteria voor kankerprogressie tijdens AS. Als tumorgroeikinetiek of graadveranderingen bepaald door ADC prognostisch blijken te zijn, kan AS minder vertrouwen op seriële transrectale biopsieën, wat tot ernstige complicaties kan leiden.