Сверхбыстрая МРТ простаты 3Т с использованием силы высокого градиента и глубокого обучения

Многопараметрическая МРТ (мпМРТ) простаты стала наиболее важным неинвазивным диагностическим инструментом для оценки рака простаты и является основой для целевой биопсии МРТ (1,2). Поскольку заболеваемость раком простаты высока и, по оценкам, в 2023 году только в Соединенных Штатах (3) будет зарегистрировано 290 000 новых случаев, потребность в широкомасштабном проведении мпМРТ простаты огромна. Однако современные клинические протоколы МРТ длинные, время сбора данных составляет >30 минут, что потенциально ограничивает количество обследованных пациентов. В соответствии с рекомендациями Системы отчетности и данных по визуализации предстательной железы (PI-RADS), достаточный протокол мпМРТ должен включать диффузионно-взвешенную визуализацию (DWI), T2-взвешенную визуализацию (T2w), визуализацию с динамическим контрастированием и T1-взвешенную визуализацию до и после лечения. введение контраста (4,5). Были разработаны различные подходы для сокращения самого протокола или ускорения времени сбора данных. Например, значительное сокращение времени получения T2w-последовательности было достигнуто за счет использования методов глубокого обучения (6) или достижений в области сжатого зондирования (7), в то же время качество изображений улучшилось. Различные исследования показали равную эффективность протоколов бипараметрической МРТ (bpMRI) по сравнению со стандартным многопараметрическим протоколом, что эффективно сокращает время сбора данных до 5 минут (8,9,10). Это было сделано путем сосредоточения внимания только на визуализации DWI и T2w, при этом были исключены последовательности с усилением динамического контраста и T1-взвешенные последовательности, поскольку их дополнительная диагностическая ценность должна быть ограничена (11).

Последние разработки в методах МРТ позволяют добиться сверхвысокой силы диффузионного градиента до 500 мТл/м и скорости нарастания до 600 Тл/м/с, тем самым сокращая время эхосигнала и время сбора данных за счет более быстрого установления диффузионного градиента (12, 13). Кроме того, эти градиенты способны отображать изображения в небольших масштабах с высоким соотношением сигнал/шум, последовательно повышая чувствительность обнаружения микроструктур тканей (14,15). Из-за экспериментального характера этих градиентов этот метод исследовался только в исследовательских целях на здоровых добровольцах (16), но не в реальных клинических условиях, не говоря уже о визуализации простаты.

Таким образом, целью исследования было создание сверхбыстрого сокращенного протокола bpMRI для пациентов с подозрением на рак простаты с использованием как сверхвысоких градиентов, так и реконструкции глубокого обучения для DWI- и T2w-последовательностей. Помимо оценки времени сбора данных, основной целью данного исследования была оценка общего качества изображений bpMRI и mpMRI и влияния на показатели PI-RADS.