Abstract
Fundo
A susceptibilidade de imagem ponderada (SWI) é uma nova técnica de ressonância magnética que tem sido provado ser muito útil no diagnóstico de doenças cerebrais, mas poucos estudo foi realizado no seu valor em doenças prostáticas. O objetivo do presente estudo foi investigar o valor de SWI em distinguir o câncer de próstata de hiperplasia benigna da próstata e detectar a calcificação da próstata.
Metodologia /Principais Achados
23 pacientes com câncer de próstata e 53 pacientes com hiperplasia benigna da próstata provado por biópsia da próstata foram digitalizados em um 3.0T MR e um scanner CT 16-linha. De alta resolução SWI, a RM convencional e CT foram realizados em todos os pacientes. Os resultados de MRI e CT, especialmente SWI, foram analisados e comparados. As análises revelaram que 19 de 23 pacientes com câncer de próstata apresentou hemorragia dentro da área do tumor na SWI. No entanto, em 53 doentes com hiperplasia prostática benigna, hemorragia foi detectado apenas em 1 paciente no próstata por IFC. Ao comparar SWI, a RM convencional e tomografia computadorizada na detecção de hemorragia cancro da próstata, dos 19 pacientes com câncer de próstata que tiveram hemorragia próstata detectado por SWI, a hemorragia da próstata foi detectado em apenas 7 pacientes usando ressonância magnética convencional, e nenhum foi detectado por CT . Além disso, CT demonstrou calcificações em 22 pacientes que foram todos detectados pelo SWI enquanto que apenas 3 foram detectados por MRI convencional. Em comparação com CT, SWI mostrou 100% na sensibilidade de diagnóstico, especificidade, acurácia, valor preditivo positivo (VPP) e valor preditivo negativo (VPN) na detecção de calcificações na próstata, mas a RM convencional demonstrou 13,6% de sensibilidade, de 100% na especificidade, 75 % na precisão, de 100% em PPV e 74% no NPV.
Conclusões
hemorragias próstata mais aparentes foram detectados em SWI do que na ressonância magnética convencional ou CT. SWI pode fornecer informações valiosas para o diagnóstico diferencial entre câncer de próstata e hiperplasia prostática. imagens de fase filtrados podem identificar calcificações prostáticos, bem como CT
citação:. Bai Y, Wang H-Y, Y-H Han, Dou S-W, Lin Q, Guo Y, et al. (2013) Susceptibilidade de imagem ponderada: uma nova ferramenta para o diagnóstico de cancro da próstata e Detecção de Próstata calcificação. PLoS ONE 8 (1): e53237. doi: 10.1371 /journal.pone.0053237
editor: Xiaoliang Zhang, da Universidade da Califórnia em San Francisco, Estados Unidos da América
Recebido: 25 de junho de 2012; Aceito: 27 de novembro de 2012; Publicação: 07 de janeiro de 2013
Direitos de autor: © 2013 Bai et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Attribution, que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o autor original ea fonte sejam creditados
Financiamento:. Este estudo foi apoiada pela National Science Foundation Natural da China sob Grant nos 81271565, o Distinguished Scholar novo em Científico e Fundação Técnico Inovação da província de Henan, Grant No.124100510016, e da Ciência e Tecnologia Fundação de Saúde Pública da província de Henan, Grant nos. .201202018 e 201003095. os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta de dados e análise, decisão de publicar ou preparação do manuscrito
CONFLITO dE iNTERESSES:. Autor (Yong-Ming Dai) de uma empresa comercial, Siemens Healthcare, era um gerente MR colaboração fazendo suporte técnica neste estudo sob regulação colaboração Siemens sem qualquer pagamento e preocupação pessoal a respeito com este estudo. Isto não altera a adesão dos autores para todas as políticas de PLoS One sobre os dados e materiais de compartilhamento.
Introdução
O câncer de próstata é o quinto câncer mais comum [1] e se tornar um grande público em todo o mundo problema de saúde [2], o que faz com que 6% de mortes por cancro em homens [1]. A RM tem sido uma ferramenta útil para detectar CaP, mas ainda é difícil distinguir o câncer de próstata de hiperplasia benigna da próstata, por vezes, especialmente quando o tumor está localizado na zona central da próstata. Além disso, a calcificação da próstata é também difícil de ser detectada de forma clara por ressonância magnética convencional (MRI) como a intensidade do sinal (SI) de calcificação é variada [3], [4] e o tamanho de calcificação é geralmente muito pequeno.
a susceptibilidade de imagem ponderada (SWI) é uma nova tecnologia de ressonância magnética que reflete a suscetibilidade magnética de tecido e é extremamente sensível aos produtos de sangue oxigenado paramagnéticos como o deoxihemoglobina, meta-hemoglobina e hemossiderina [5]. Ele inclui não só a informação de grandeza, mas também informação de fase útil, que era geralmente ignorada na ressonância magnética mais de diagnóstico. Para fazer bom uso da informação de fase, embora imagens de fase e magnitude são separadamente também peças críticas de informação, Dr. Haacke et al. combinada a fase filtrada e as informações magnitude e, assim, criou uma nova imagem magnitude ponderados pelo susceptibilidade, ou seja, SWI [6]. SWI foi provado ser muito mais sensível na detecção de micro hemorragias em eco cérebro thangradient-recordou (GRE) – e GRE-tipo de um único tiro echoplanar imagem (Grei, GRE-EPI) [7]. Porque calcificação diamagnéticos e paramagnéticos produtos sanguíneos apresentarem pontos de sinal oposto sobre as imagens de fase filtrado, é fácil distinguir calcificação de hemorragia utilizando imagem de fase filtrado [8]. Assim imagem de fase SWI filtrada e tem sido amplamente utilizado para a detecção de microbleed intracerebral e exibição de calcificação no sistema nervoso central [9] – [12]. No entanto, não há relatos sobre SWI na próstata até agora. Este estudo investigou o valor de SWI de alta resolução e imagem de fase filtrado em distinguir o câncer de próstata de hiperplasia benigna da próstata e detectar a calcificação, comparando com as imagens de RM e CT convencionais.
Materiais e Métodos
Ética declaração
Este estudo foi aprovado pelos conselhos de revisão do hospital do Hospital de Henan Provincial Popular. consentimento informado por escrito foi obtido de todos os pacientes. Todos os procedimentos da pesquisa foram conduzidos de acordo com a Declaração de Helsinki.
Estudo da População
Este foi um estudo prospectivo de se matricular 76 pacientes com doenças da próstata em Hospital de Henan Provincial Popular de junho de 2011 a Setembro de 2012. ultra-sonografia transretal (USTR) biópsia da próstata guiada por provou 23 pacientes com câncer de próstata (faixa etária 55-91 anos, com idade média de 71 anos) (Tabela 1) e 53 pacientes com hiperplasia prostática benigna (faixa etária 49-84 anos, com média de idade de 68 anos anos). De alta resolução SWI, a RM convencional e CT foram realizados em todos os pacientes antes da biópsia da próstata, ressecção transuretral, terapia endócrina, a braquiterapia, radioterapia ou tratamento medicamentoso para a doença da próstata.
aquisição Imaging.
ressonância magnética foi realizada em um scanner Siemens 3T (Magnetom Trio, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Alemanha) com uma matriz pélvica faseada bobina (Siemens Medical System).
SWI é uma imagem tridimensional rápido baixo -angle gradiente-eco (GRE) sequência. Os parâmetros de imagem de SWI para próstata são os seguintes: campo de visão (FOV) 300 mm × 300 mm
2, matriz de 282 × 512, TR (tempo de repetição) /TE (tempo de eco) = 22/12 milissegundos (ms) , 20 ° de ângulo de aleta, e 3 mm de espessura de corte. O tempo de aquisição foi de 3 minutos e 36 segundos. As imagens SWI foram criados usando as imagens magnitude e fase [13]. A imagem de fase foi high pass filtrada (usando um 64 × 64 exclusão de informações de baixa frequência espacial) para remover grande parte do fundo frequência variação campo estático espacial de baixo da coluna vertebral. Uma máscara de fase foi criado por ajuste de todos os valores de fase positivas (entre 0 ° e 180 °) para a unidade e normalizar os valores de fase negativa que variam de 0 ° a -180 ° C a uma escala de cinzento de valores que variam linearmente de 1 para 0, respectivamente . Esta máscara de fase normalizada foi multiplicado quatro vezes contra a magnitude imagem original e imagens que produziu maximizadas as intensidades de sinal negativos das regiões que contêm o sangue desoxigenado e aumentou o contraste entre as regiões que contêm o sangue desoxigenado e o tecido circundante. Finalmente, uma projeção mínima intensidade ao longo duas seções foi realizada para apresentar os dados processados usando contíguos seções 4 mm de espessura no plano transversal.
Conventional MRI foi realizada com um eco spin-sequência rápida (FSE) . Os parâmetros de imagem foram os seguintes:
Axial T1- imagem ponderada (WI): campo de visão (FOV) 300 mm × 300 mm
2, matriz de 288 × 320, TR (tempo de repetição) /TE ( tempo de eco) = 700/11 milissegundos (ms), 150 ° de ângulo de aleta, e espessura de corte 3 mm. O tempo de aquisição foi de 3 minutos e 25 segundos
Axial T2WI:. FOV de 300 mm × 300 mm
2, matriz 272 × 320, TR /TE = 4000/87 ms, 140 ° de ângulo de aleta, e 3 mm fatia de espessura. O tempo de aquisição foi de 3 minutos e 54 segundos
sagital T2WI:. FOV de 250 × 250 milímetros
2, matriz 272 × 320, TR /TE = 4000/87 ms, 140 ° de ângulo de aleta, e 3 mm fatia de espessura. O tempo de aquisição foi de 3 minutos e 54 segundos
Coronal T2WI:. FOV de 250 × 250 milímetros
2, matriz 192 × 256, TR /TE = 4000/104 ms, 145 ° de ângulo de aleta, e 4 mm fatia de espessura. O tempo de aquisição foi de 2 minutos e 26 segundos.
CT foi realizada em um scanner CT 16-linha (Brilliance 16, Philips Medical Systems). Os parâmetros de imagem são os seguintes:. Tensão de tubo de 120kV, 250 mA corrente do tubo, e 3 mm de espessura
histopatológico exame
Cada paciente foi submetido a biópsias sextantes guiada por ultra-som transretal após a conclusão da MRI. e CT exame dentro de 10 dias. Os resultados patológicos revelou que 23 pacientes tiveram câncer de próstata e 53 pacientes tiveram hiperplasia prostática benigna. Análise
Imaging.
Dois radiologistas com experiência de diagnóstico 11 e 15 anos, respectivamente, cego para o histopatológico resultados analisados todas as imagens. áreas tumorais e não-neoplásicas foram determinadas nas imagens de RM em pacientes com câncer de próstata. Eles observaram a focos de hemorragia e calcificação na próstata e discutidos os resultados finais quando disaccordance apareceu.
A análise estatística.
SPSS 17.0 software estatístico foi usado para analisar dados. O teste exato de Fisher foi utilizado para analisar as manifestações hemorrágicas em SWI entre câncer de próstata e grupo hiperplasia prostática benigna. Um valor p inferior a 0,05 foi considerado significativo. A sensibilidade, especificidade, acurácia, valores preditivos negativos (VPL) e valores preditivos positivos (VPP) em SWI e RM convencional na detecção de calcificações na próstata foram avaliados utilizando CT como padrão-ouro.
Resultados
as lesões tumorais de 19 pacientes com cancro da próstata foram localizados na zona periférica da próstata, apenas quatro casos estavam dentro da região central. Em 19 de 23 pacientes (82,6%) com câncer de próstata, a hemorragia foi detectada dentro das áreas tumorais (16 pacientes com câncer de próstata na zona periférica e 3 pacientes com lesões tumorais na zona central) por SWI (Tabela 1). No entanto, pequena hemorragia foi detectada apenas em um paciente de 53 (1,9%) pacientes com hiperplasia prostática benigna. teste exacto de Fisher mostrou diferença significativa entre o cancro da próstata e hiperplasia benigna da próstata na detecção de hemorragia dentro das lesões (P 0,05). Dos 19 pacientes com câncer de próstata que tiveram hemorragia próstata detectado por SWI, apenas 7 pacientes tiveram hemorragia prostático na ressonância magnética convencional (Fig. 1, 2, 3). O sangramento não foi detectada em todos os pacientes usando CT. Mais importante ainda, as lesões tumorais de 4 pacientes com cancro da próstata foram localizados na zona central da próstata neste estudo, e hemorragia do tumor foram detectados em 3 pacientes por SWI.
sinal Heterogéneos em T1WI convencional (A) e T2WI (B) (setas) indica hemorragia do tumor. Nenhuma hemorragia é demonstrada em TC (C). A hemorragia do tumor também foi observada com SWI (D) e fase de imagem filtrada (E) (setas). O exame histopatológico confirmou o diagnóstico de câncer de próstata (F).
No tumor hemorragia é demonstrado na T1WI convencional (A), T2WI (B) e CT (C), mas baixa de sinal dentro do tumor em SWI imagem filtrada fase (e) (setas) (D) e indica hemorragia do tumor. O exame histopatológico confirmou o diagnóstico de câncer de próstata (F).
sinal de baixa em T1WI convencional (A) e T2WI (B) (setas) indica hemorragia tumor. Nenhuma hemorragia é demonstrada em TC (C). A hemorragia do tumor também foi observada com SWI (D) e fase de imagem filtrada (E) (setas). As imagens em segunda linha provenientes de uma outra fatia do mesmo paciente. Sem calcificação da próstata é demonstrado na T1WI convencional (F) e T2WI (G), mas de alta densidade de pontos-like no CT (H), baixo sinal em SWI (I) e alto sinal em imagem de fase filtrado (J) (setas) indica calcificaiton.
os calcificatinos foram detectadas em 22 pacientes pela TC, incluindo 5 de 23 pacientes com câncer de próstata e 17 dos 53 pacientes com benigna da próstata hyperplasia.When ressonância magnética foram usados, as calcificações foram detectados em todos os 22 pacientes por SWI, enquanto que em apenas 3 por rotina MRI (Fig. 3, 4). Em comparação com CT, SWI apresentou 100% de sensibilidade, especificidade, acurácia, valor preditivo positivo de diagnóstico e valor preditivo negativo na detecção de calcificações na próstata, mas a RM convencional demonstrou 13,6% de sensibilidade de diagnóstico, 100% na especificidade, 75% na precisão, 100 % em valor preditivo positivo e 74% em valor preditivo negativo.
no prostática calcificação é demonstrado na T1WI convencional (a) e T2WI (B), mas dot-like de alta densidade na TC (C), sinal de baixa em SWI (D) e alto sinal em imagem de fase filtrado (e) (setas) indica calcificaiton.
Discussão
SWI é uma nova técnica de ressonância magnética que é mais sensível do que a TC, sequências convencionais de RM e T2 * WI GRE na detecção de produtos sanguíneos paramagnéticos como o deoxihemoglobina, meta-hemoglobina e hemossiderina no sistema nervoso central [5]. Tem sido amplamente utilizado em microsangramentos detectar em uma variedade de doenças cerebrais, tais como trauma cerebral, acidente vascular cerebral e malformação vascular [8] – [11]. Além disso, SWI no trauma da medula espinal, também tem sido investigada pelo nosso e foi provado valioso na detecção de hemorragia da medula espinal [14]. Alguns estudos recentes em glioma têm explorado o valor do IAS e descobriram que é útil na classificação do tumor e estratégias de gestão de pacientes [15], [16]. Mas até agora não há estudos têm sido feitos sobre o valor de SWI no câncer de próstata e outras doenças da próstata.
Como uma técnica de imagem avançada, MRI foi ganhando aceitação como uma ferramenta importante na avaliação de doenças da próstata. T2WI é uma sequência tradicional importante para o diagnóstico de cancro da próstata na zona periférica da próstata, mas não específico. É fácil de distinguir a área hipointensa canceroso que apresenta em T2WI do fundo hiperintensos uniforme na zona periférica da próstata. No entanto, outras alterações, como prostatite e fibrose também pode aparecer hipointensa em T2WI [17]. Além disso, embora a maioria dos cancros surgem na zona periférica da próstata, até 30% dos cancros da próstata ocorrer dentro da região central [18]. É mais difícil discriminar maligna de hiperplasia prostática benigna do cancro porque zona de transição é o local de origem da hiperplasia benigna da próstata, o que pode ter um aspecto heterogéneo [19]. Embora imagens ponderadas em difusão (DWI), espectroscopia de ressonância magnética (MRS) e contraste dinâmico melhorado (DCE) de imagem pode fornecer informações complementares para o diagnóstico de doenças da próstata, pois cada método tem suas próprias deficiências, sobreposição aparece no diagnóstico diferencial entre o câncer de próstata e hiperplasia benigna da próstata [20].
Este estudo investigou o potencial de SWI em distinguir o câncer de próstata de hiperplasia prostática benigna. Em 23 pacientes com câncer de próstata, a hemorragia foi detectada em 19 pacientes dentro das áreas tumorais por SWI (82,6%). No entanto, pequena hemorragia foi detectada apenas em um paciente de 53 (1,9%) pacientes com hiperplasia benigna da próstata por SWI. A relação de hemorragia no interior das lesões houve diferença significativa entre as duas doenças. A partir deste resultado, parecia que o cancro da próstata pode ser mais propensos a hemorragias de hiperplasia prostática benigna. A razão pode ser possível que o tecido de cancro da próstata tem maior densidade de microvasos (MVD), que foi causada pelo aumento da expressão de factor de crescimento endotelial vascular (VEGF) de próstata normal ou o tecido da hiperplasia prostática benigna [21], [22]. A sobre-expressão de Id-1 (inibidor de síntese de diferenciação /ADN), que pertence à família de proteínas Id hélice-laço-hélice é um factor chave na promoção da angiogénese através da activação do VEGF em células de cancro da próstata [23]. Os novos microvasos em tumores geralmente diferem das de tecido não canceroso. Embora a área tumoral contém um maior número de vasos do que a área de não-neoplásicas, a densidade de área de superfície navio é reduzida. Isto reflectiu que o tamanho e forma dos microvasos de tumor tendem a ser menos larga e ramificada do que aqueles em tecidos normais [24]. Pode levar a hemorragia no cancro da próstata como os novos microvasos são mais frágeis e irregular, com aumento da permeabilidade e maior taxa de proliferação do que a de células endoteliais normais [21]. Fluxo sanguíneo medidos na próstata contendo tumor é geralmente maior do que no tecido de próstatas contendo hiperplasia benigna da próstata [25]. As diferenças entre câncer de próstata e hiperplasia prostática benigna na estrutura microvascular e hemodinâmica podem ser as principais razões da alta incidência de sangramento câncer de próstata. Além disso, dos 19 pacientes com câncer de próstata que tiveram hemorragia próstata detectado por SWI neste estudo, a RM convencional detectadas apenas hemorragia prostática em 7 pacientes. Ele sugeriu que SWI é mais sensível na detecção de hemorragia da próstata do que a RM convencional. Mais importante ainda, as lesões tumorais de três pacientes com cancro da próstata foram localizados na zona central da próstata neste estudo, e hemorragia do tumor foram todas detectadas nestes três pacientes por IFC. Este achado seria muito útil para o diagnóstico preciso de câncer de próstata em zona central. Embora nem todos os pacientes com câncer de próstata demonstraram hemorragia em SWI, a informação suplementar fornecida pelo SWI pode ser valioso para o diagnóstico de câncer de próstata. À medida que o tamanho da amostra deste estudo foi pequena, mais estudos maiores devem ser realizados para provar ainda mais esses resultados.
calcificação da próstata é frequentemente encontrada na prática urológica. Alguns relatos revelou que as pequenas, múltiplas calcificações são um achado ultra-sonográfico normal, muitas vezes incidental na próstata e representam um resultado de idade, em vez de uma entidade patológica. No entanto, maior calcificação da próstata pode ser relacionada com a inflamação subjacente e requerem posterior avaliação e possível tratamento [26], [27]. Tradicionalmente, CT é o pensamento do padrão-ouro para a detecção de calcificação que pode ser determinado com unidades Hounsfield (HU) acima de 100 [28]. Na rotina MRI, o sinal de calcificação é variada devido a diversos compostos de cálcio e difícil distingui-la da hemorragia. Por conseguinte, a capacidade de CT na detecção de calcificação é muito maior do que a RM convencional. Com o desenvolvimento das técnicas de MRI, imagem de fase filtrado tornou-se uma técnica muito sensível na detecção de calcificação no cérebro [8], mas nenhum estudo foi realizado para investigar o seu valor de detecção de calcificação da próstata. Este estudo demonstrou que a imagem de fase filtrado tem a mesma eficiência na detecção de calcificação da próstata como CT e muito maior eficiência do que a RM de rotina. O mecanismo pode ser que a imagem de fase filtrado é extremamente sensível às diferenças em susceptibilidade magnética local, que pode ser induzida por hemorragia, tanto a calcificação e [5]. Tanto a calcificação e hemorragia show de baixo sinal em SWI, mas apresentam características de sinais opostos sobre imagens de fase filtradas. Normalmente calcificação é alto sinal ou sinal misto dominado pelo alto sinal, mas hemorragia exibido como sinal baixo ou sinal misto dominado por baixo sinal nas imagens de fase filtradas [29]. Assim imagem de fase filtrado é útil em distinguir a calcificação da hemorragia. Para superar a natureza mal-posto do filtro inverso e melhorar a quantificação susceptibilidade, Dr. Haacke et al. introduziu uma forma de mapeamento de susceptibilidade para produzir uma imagem de veias a partir dos dados de fase [30]. Ambas as simulações e estudos em seres humanos têm demonstrado que esta abordagem pode reduzir drasticamente artefactos estrias e melhorar a precisão da quantificação de susceptibilidade dentro das estruturas de interesse, tais como veias ou outros tecidos cerebrais [31]. No futuro, pode ser possível usar essa abordagem para avaliar quantitativamente microbleeds e calcificações e permitem uma identificação direta de calcificação.
A principal limitação deste estudo é que o exame histopatológico foram todos realizados por biópsia, em vez de ressecção da próstata. Portanto, a hemorragia do tumor em SWI não estava diretamente comprovada por exames histopatológicos. Além disso, o tamanho da amostra deste estudo não é muito grande, portanto não avaliar a incidência de tumor sangramento em estágios diferentes em pacientes com câncer de próstata. Estudos futuros podem precisa para obter resultados mais confiáveis e investigar o potencial de SWI no estadiamento do câncer de próstata.
Em conclusão, nossos resultados indicam que SWI é mais sensível na detecção de microbleeding próstata e pode ser útil na diagnóstico diferencial entre o cancro da próstata e da hiperplasia prostática benigna. imagens de fase filtradas pode identificar calcificações da próstata, bem como CT. São necessários mais estudos com maior tamanho da amostra para obter resultados mais confiáveis para a prática clínica no futuro.
Reconhecimentos
Queremos agradecer ao Dr. E. Mark Haacke em deparment de Radiologia na Wayne State Universidade nos EUA para revisão manuscrito.