Superrask 3T prostata MR med høy gradientstyrke og dyp læring

Multiparametrisk MR (mpMRI) av prostata har blitt det viktigste ikke-invasive diagnostiske verktøyet for vurdering av prostatakreft og er baseline for MR målrettet biopsi (1,2). Siden forekomsten av prostatakreft er høy med anslagsvis 290 000 nye tilfeller for 2023 i USA alene (3), er behovet for utbredt tilbud av prostata mpMRI enormt. Imidlertid er nåværende kliniske MR-protokoller lange med innsamlingstider på >30 minutter, noe som potensielt begrenser antallet undersøkte pasienter. I henhold til retningslinjene til Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) må en tilstrekkelig mpMRI-protokoll inkludere diffusjonsvektet bildebehandling (DWI), T2-vektet (T2w) bildebehandling, dynamisk kontrastforsterket bildebehandling og T1-vektet bildebehandling før og etter administrering av kontrast (4,5). Ulike tilnærminger er utviklet for å forkorte selve protokollen eller for å akselerere innhentingstider. For eksempel ble en betydelig reduksjon av T2w-sekvensinnsamlingstider oppnådd ved å bruke dyplæringsmetoder (6) eller fremskritt med komprimert sansing (7), samtidig som bildene hadde forbedret kvalitet. Ulike studier viste lik ytelse av biparametriske MR (bpMRI) protokoller sammenlignet med standard multiparametrisk protokoll, noe som effektivt reduserte innsamlingstiden ned til 5 minutter (8,9,10). Dette ble gjort ved kun å fokusere på DWI- og T2w-avbildning mens man utelater den dynamiske kontrastforsterkede sekvensen og T1-vektede sekvensene, da den ekstra diagnostiske verdien av disse antas å være begrenset (11).

Nyere utviklinger innen MR-teknikker tillater ultrahøy diffusjonsgradientstyrker på opptil 500 mT/m og svinghastigheter på opptil 600 T/m/s, og reduserer dermed ekkotider og innsamlingstider ved raskere etablering av diffusjonsgradienten (12, 1. 3). Videre er disse gradientene i stand til å avbilde i små skalaer med et høyt signal-til-støyforhold, noe som fortløpende øker følsomheten for deteksjon av vevsmikrostrukturer (14,15). På grunn av den eksperimentelle karakteren til disse gradientene, har denne teknikken kun blitt undersøkt i en forskningssetting hos friske frivillige (16), men ikke i en virkelig klinisk setting, enn si i prostataavbildning.

Derfor var målet med studien å etablere en superrask forkortet bpMRI-protokoll for pasienter med mistanke om prostatakreft ved bruk av både ultrahøye gradienter og dyp læringsrekonstruksjon for DWI- og T2w-sekvenser. Foruten vurderingen av innsamlingstider, var hovedmålet med denne studien å vurdere den generelle bildekvaliteten til bpMRI og mpMRI og innflytelsen på PI-RADS-skåre.