Supersnelle 3T-prostaat-MRI met behulp van hoge gradiëntsterkte en diepgaand leren

Multiparametrische MRI (mpMRI) van de prostaat is het belangrijkste niet-invasieve diagnostische hulpmiddel geworden voor de beoordeling van prostaatkanker en vormt de basis voor MRI-gerichte biopsie (1,2). Omdat de incidentie van prostaatkanker hoog is, met naar schatting 290.000 nieuwe gevallen in 2023 alleen al in de Verenigde Staten (3), is de behoefte aan wijdverspreide prostaat-mpMRI enorm. De huidige klinische MRI-protocollen zijn echter lang, met acquisitietijden van >30 minuten, waardoor het aantal onderzochte patiënten mogelijk wordt beperkt. Volgens de richtlijnen van het Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) moet een voldoende mpMRI-protocol diffusie-gewogen beeldvorming (DWI), T2-gewogen (T2w) beeldvorming, dynamische contrastversterkte beeldvorming en T1-gewogen beeldvorming vóór en na de behandeling omvatten. toediening van contrast (4,5). Er zijn verschillende benaderingen ontwikkeld om het protocol zelf te verkorten of de acquisitietijden te versnellen. Een significante vermindering van de acquisitietijden van de T2w-sequentie werd bijvoorbeeld bereikt door gebruik te maken van deep learning-methoden (6) of verbeteringen van gecomprimeerde detectie (7), terwijl tegelijkertijd de kwaliteit van de beelden was verbeterd. Verschillende onderzoeken toonden gelijke prestaties aan van biparametrische MRI (bpMRI)-protocollen vergeleken met het standaard multiparametrische protocol, waardoor de acquisitietijd effectief werd teruggebracht tot 5 minuten (8,9,10). Dit werd gedaan door alleen te focussen op DWI- en T2w-beeldvorming, terwijl de dynamische contrastversterkte sequentie en T1-gewogen sequenties werden weggelaten, omdat de aanvullende diagnostische waarde hiervan beperkt zou zijn (11).

Recente ontwikkelingen op het gebied van MRI-technieken maken ultrahoge diffusiegradiëntsterkten tot 500 mT/m en zwenksnelheden tot 600 T/m/s mogelijk, waardoor de echotijden en acquisitietijden worden verkort door het sneller vaststellen van de diffusiegradiënt (12, 13). Bovendien kunnen deze gradiënten op kleine schaal beelden weergeven met een hoge signaal-ruisverhouding, waardoor de gevoeligheid voor de detectie van weefselmicrostructuren wordt vergroot (14,15). Vanwege het experimentele karakter van deze gradiënten is deze techniek alleen onderzocht in een onderzoekssetting bij gezonde vrijwilligers (16), maar niet in een echte klinische setting, laat staan ​​bij prostaatbeeldvorming.

Daarom was het doel van de studie om een ​​supersnel verkort bpMRI-protocol op te stellen voor patiënten met verdenking op prostaatkanker, waarbij gebruik werd gemaakt van zowel ultrahoge gradiënten als diepgaande leerreconstructie voor DWI- en T2w-sequenties. Naast het beoordelen van de acquisitietijden was het hoofddoel van dit onderzoek het beoordelen van de algehele beeldkwaliteit van bpMRI en mpMRI en de invloed op PI-RADS-scores.