Høyoppløselig MR-studie for prostatakreft

2.0 BAKGRUNN OG RASJON

Multiparametrisk MR Multiparametrisk MR som kombinerer T2-vektede, diffusjonsvektede og dynamiske kontrastforsterkede (DCE) bilder brukes ofte for påvisning og lokalisering av prostatalesjoner. Diffusjonsvektet bildebehandling (DWI) er følsom for diffusjon av vannmolekyler som interagerer med omkringliggende makromolekyler. DWI, som gir en kvantitativ biologisk parameter kalt tilsynelatende diffusjonskoeffisient (ADC) verdi, er en robust MR-parameter for å skille benignt og ondartet prostatavev. Faktisk er den siste versjonen av Prostate Imaging-Reporting and Data System (PI-RADS) scoringssystem nesten utelukkende avhengig av DWI for å identifisere svulster i den perifere sonen, som er der det store flertallet av prostatakreft dannes. Funn på T2-bilder brukes ikke til å identifisere kreft, og DCE-bilder brukes kun for å skille mellom enkelte PI-RADS 3 og 4 lesjoner. I en pilotstudie av prostatakreft AS var DW-MRI nyttig for å oppdage progresjon av Gleason-skår basert på endringer i ADC-verdi. Tumorstørrelse er et annet viktig klinisk kriterium for å definere lavrisiko prostatakreft, og tumorstørrelse basert på DWI har vist seg å grovt forutsi lavrisiko prostatakreft. Imidlertid er konvensjonell DWI ved bruk av enkeltskudd ekko-plan avbildning ikke i stand til å oppdage små svulster, lavgradige svulster eller små endringer i tumorstørrelse på seriell avbildning. Omtrent 20 % av små, lavgradige svulster funnet hos menn på AS blir oppdaget på moderne prostata MR.

MR-etterforskere med høy oppløsning introduserer en ny tredimensjonal (3D) høyoppløselig diffusjonsvektet bildesekvens (HR-DWI), som forbedrer bildekvaliteten samtidig som den gir minst en 5-dobbel forbedring i oppløsning sammenlignet med standard todimensjonal ( 2D) DWI (S-DWI). Denne nye 3D DWI-teknikken er utviklet av teamet vårt og kan brukes på eksisterende 1,5T eller 3T MR-systemer. S-DWI lider av to viktige begrensninger. a) Den bruker single-shot echo-planar imaging (EPI) for datainnsamling, som produserer magnetisk susceptibilitet induserte strekartefakter og geometriske forvrengninger slik at runde objekter kan virke ovale. b) Det relativt lave signal-til-støyforholdet og 2D-bildeopptak med S-DWI begrenser romlig oppløsning, som er definert av minimumsavstanden mellom to objekter som kreves for å løse dem unikt. Vår HR-DWI overvinner disse begrensningene ved å bruke magnetiseringsforberedt, multi-shot, turbo-spin-ekko-innsamling, som forbedrer signal-til-støy-forhold (SNR), romlig oppløsning og bildekvalitet, og eliminerer geometriske forvrengninger og stripeartefakter knyttet til med EPI.

Forundersøkelser

I foreløpige studier som vurderer ytelsen til vår HR-DWI i en prospektiv pilotstudie av prostatakreft AS-pasienter, kunne teknikken oppdage svulster som ikke er sett på S-DWI og måle ADC, som korrelerer med karakter. Dette er viktig fordi den langsiktige naturhistorien til små prostatakreft usynlige for S-DWI aldri har blitt prospektivt definert, delvis på grunn av mangel på adekvat bildeteknologi. I en tid med molekylær diagnostikk og neste generasjons sekvensering, er et viktig skritt i å forstå biologien til disse lesjonene å utvikle teknologier for å avbilde og karakterisere disse lesjonene. Viktigheten av HR-DWI inkluderer:

• Bedre bildebehandling vil tillate at disse lesjonene kan overvåkes serielt og målrettes for biopsi, og gir vev for både histologisk og molekylær karakterisering.
• Bildebehandling med høyere oppløsning vil bedre avgrense tumorgrenser, noe som kan forbedre tumorstadie og identifisere marginer under delvis kjertelablasjon ved kryoterapi eller høyintensitetsfokusert ultralyd (HIFU), som ble godkjent i 2015 av U.S. FDA.
• Forbedret bildeoppløsning vil tillate mer nøyaktig måling av tumorstørrelse og ADC, og påvisning av små endringer i størrelse eller grad over tid. Standard prostata DWI har dårlig oppløsning; derfor har tumorvekstkinetikk aldri blitt akseptert som kliniske kriterier for kreftprogresjon mens man er på AS. Hvis tumorvekstkinetikk eller endringer i karakter bestemt av ADC viser seg prognostisk, kan AS stole mindre på serielle transrektale biopsier, noe som kan føre til alvorlige komplikasjoner.