Supersnabb 3T prostata-MR med hög gradientstyrka och djupinlärning

Multiparametrisk MRT (mpMRI) av prostata har blivit det viktigaste icke-invasiva diagnostiska verktyget för bedömning av prostatacancer och är baslinjen för MRT-riktad biopsi (1,2). Eftersom förekomsten av prostatacancer är hög med uppskattningsvis 290 000 nya fall för 2023 enbart i USA (3), är behovet av omfattande tillhandahållande av prostata mpMRI enormt. Men nuvarande kliniska MRT-protokoll är långa med inhämtningstider på >30 minuter, vilket potentiellt begränsar antalet undersökta patienter. Enligt riktlinjerna för Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) måste ett tillräckligt mpMRI-protokoll inkludera diffusionsviktad avbildning (DWI), T2-viktad (T2w) avbildning, dynamisk kontrastförstärkt avbildning och T1-vägd avbildning före och efter administrering av kontrast (4,5). Olika tillvägagångssätt har utvecklats för att förkorta själva protokollet eller för att påskynda förvärvstiderna. Till exempel uppnåddes en betydande minskning av T2w-sekvensinhämtningstider genom att använda metoder för djupinlärning (6) eller framsteg av komprimerad avkänning (7), samtidigt som bilder hade förbättrad kvalitet. Olika studier visade lika prestanda för biparametriska MRI (bpMRI) protokoll jämfört med standard multiparametriska protokoll, vilket effektivt minskade inhämtningstiden ner till 5 minuter (8,9,10). Detta gjordes genom att endast fokusera på DWI- och T2w-avbildning samtidigt som den dynamiska kontrastförstärkta sekvensen och T1-vägda sekvenserna utelämnades, eftersom det ytterligare diagnostiska värdet av dessa antas vara begränsat (11).

Den senaste utvecklingen inom MRI-tekniker möjliggör ultrahög diffusionsgradientstyrka på upp till 500 mT/m och svänghastigheter på upp till 600 T/m/s, vilket minskar ekotider och insamlingstider genom snabbare etablering av diffusionsgradienten (12, 13). Dessutom kan dessa gradienter avbilda i små skalor med ett högt signal-brusförhållande, vilket i följd ökar känsligheten för detektion av vävnadsmikrostrukturer (14,15). På grund av den experimentella karaktären hos dessa gradienter har denna teknik endast undersökts i en forskningsmiljö på friska frivilliga (16), men inte i en verklig klinisk miljö, än mindre i prostataavbildning.

Därför var syftet med studien att etablera ett supersnabbt förkortat bpMRI-protokoll för patienter med misstanke om prostatacancer genom att använda både ultrahöga gradienter och djupinlärningsrekonstruktion för DWI- och T2w-sekvenser. Förutom bedömningen av inhämtningstider, var huvudsyftet med denna studie att bedöma den övergripande bildkvaliteten av bpMRI och mpMRI och påverkan på PI-RADS-poäng.