Extracto
Antecedentes
La susceptibilidad de imagen ponderada (SWI) es una nueva técnica de resonancia magnética que se ha demostrado ser muy útil en el diagnóstico de las enfermedades del cerebro, pero pocos estudios se realizó en su valor en enfermedades prostáticas. El objetivo del presente estudio fue investigar el valor de SWI para distinguir el cáncer de próstata de la hiperplasia prostática benigna prostática y detectar calcificación.
Metodología /Principales conclusiones
23 pacientes con cáncer de próstata y 53 pacientes con hiperplasia benigna de próstata demostrado por biopsia de próstata fueron escaneados en un 3.0T MR y un escáner CT de 16 filas. -Alta resolución SWI, RM convencional y la TC se realizaron en todos los pacientes. Los resultados de la RM y TC, especialmente SWI, fueron analizados y comparados. Los análisis revelaron que 19 de 23 pacientes con cáncer de próstata presentan hemorragia dentro de la zona del tumor en SWI. Sin embargo, en 53 pacientes con hiperplasia benigna de próstata, se detectó la hemorragia sólo en 1 paciente en la próstata por SWI. Al comparar SWI, RM convencional y la TC en la detección de la hemorragia cáncer de próstata, de los 19 pacientes con cáncer de próstata que tenían hemorragia de próstata detectado por SWI, se detectó la hemorragia prostático en sólo 7 pacientes mediante el uso de la RM convencional, y ninguno fue detectada por TC . Además, la TC demostró calcificaciones en 22 pacientes, que fueron detectados por toda SWI mientras que sólo 3 fueron detectados por resonancia magnética convencional. En comparación con la TC, SWI mostró un 100% en la sensibilidad diagnóstica, especificidad, exactitud, el valor predictivo positivo (VPP) y el valor predictivo negativo (VPN) en la detección de calcificaciones en la próstata, pero la RM convencional demostró 13,6% en la sensibilidad, 100% de especificidad, 75 % en la precisión, el 100% de VPP y VPN de 74%.
se detectaron Conclusiones
hemorragias próstata más evidente en SWI que en la RM convencional o TC. SWI puede proporcionar información valiosa para el diagnóstico diferencial entre el cáncer de próstata y la hiperplasia prostática. imágenes de fase filtrada puede identificar calcificaciones prostáticas así como CT
Visto:. Bai Y, Wang M-Y, Y-Han H, Dou S-W, Lin Q, Guo Y, et al. (2013) Susceptibilidad de imágenes ponderado: Una nueva herramienta para el diagnóstico del cáncer de próstata y la detección de calcificación prostática. PLoS ONE 8 (1): e53237. doi: 10.1371 /journal.pone.0053237
Editor: Xiaoliang Zhang, de la Universidad de California en San Francisco, Estados Unidos de América
Recibido: 25 Junio, 2012; Aceptado: 27 Noviembre 2012; Publicado: 7 Enero 2013
Derechos de Autor © 2013 Bai et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License, que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el autor original y la fuente se acreditan
Financiación:. Este estudio fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China bajo la subvención Nos. 81271565, el Académico Distinguido joven en la Ciencia y la Fundación de la Innovación técnica de la provincia de Henan virtud de la subvención No.124100510016, y la Fundación de Ciencia y Tecnología de la Salud Pública de la provincia de Henan bajo la subvención No. .201202018 y 201003095. los donantes no tenía papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, decisión a publicar, o la preparación del manuscrito
Conflicto de intereses:. Autor (Yong-Ming Dai) de una empresa comercial, Siemens Healthcare, era un administrador de la colaboración MR haciendo ayuda de la técnica en este estudio bajo la regulación colaboración Siemens sin ningún tipo de pago y preocupación personal en relación con este estudio. Esto no altera la adhesión de los autores a todas las políticas de PLoS ONE sobre los datos y compartir materiales.
Introducción
El cáncer de próstata es el quinto cáncer más común [1] y convertirse en un importante público en todo el mundo problema de salud [2], que hace que el 6% de las muertes por cáncer en los hombres [1]. RM ha sido una herramienta útil para detectar CaP, pero aún así es difícil distinguir el cáncer de próstata de la hiperplasia prostática benigna veces, especialmente cuando el tumor se encuentra en la zona central de la próstata. Además, la calcificación prostática es también difícil de ser detectado claramente por resonancia magnética convencional (MRI) como la intensidad de señal (SI) de la calcificación se varía [3], [4] y el tamaño de la calcificación es generalmente muy pequeño.
susceptibilidad de imagen ponderada (SWI) es una nueva tecnología de resonancia magnética que refleja la susceptibilidad magnética de los tejidos y es exquisitamente sensible a los productos de la sangre desoxigenada paramagnéticos tales como desoxihemoglobina, metahemoglobina y hemosiderina [5]. Incluye no sólo información de magnitud, sino también información de fase útil, que fue generalmente ignorada en las imágenes de RM de mayor valor diagnóstico. Para hacer un buen uso de la información de fase, aunque las imágenes de fase y magnitud son por separado también piezas fundamentales de información, el Dr. Haacke y col. combinado la información de la magnitud y fase de filtrado y por lo tanto creado una nueva imagen de magnitud susceptibilidad ponderado, es decir, SWI [6]. SWI se demostró ser mucho más sensible para detectar sangrados microscópicos en eco-thangradient recordado cerebro (GRE) - y de tipo GRE de un solo tiro de imágenes Ecoplanar (grei, GRE-EPI) [7]. Debido a la calcificación y paramagnéticos productos sanguíneos presentes diamagnéticos características de señal opuesta sobre las imágenes de fase filtradas, es fácil distinguir la calcificación de la hemorragia mediante el uso de la imagen de fase filtrado [8]. Por lo tanto la imagen de fase filtrada SWI y ha sido ampliamente utilizado en la detección de microbleed intracerebral y la visualización de la calcificación en el sistema nervioso central [9] - [12]. Sin embargo, no hay informes sobre SWI en la próstata hasta ahora. Este estudio investigó el valor de alta resolución SWI y la imagen de fase filtrada para distinguir el cáncer de próstata de hiperplasia benigna de próstata y detectar calcificación mediante la comparación con las imágenes de RM y TC convencionales.
Materiales y Métodos
Ética declaración
Este estudio fue aprobado por las juntas de revisión hospitalaria del hospital de Henan Popular Provincial. Escrito el consentimiento informado se obtuvo de todos los pacientes. Todos los procedimientos de investigación se llevaron a cabo de conformidad con la Declaración de Helsinki.
Población de estudio
Este fue un estudio prospectivo de inscribirse 76 pacientes con enfermedades de la próstata en el Hospital Popular Provincial de Henan de 06 2011 hasta septiembre 2012. La ecografía transrectal (ETR) biopsia de próstata guiada por probó 23 pacientes con cáncer de próstata (rango de edad 55-91 años, edad media 71 años) (Tabla 1) y 53 pacientes con hiperplasia benigna de próstata (rango de edad 49-84 años, edad media 68 años). -Alta resolución SWI, RM convencional y la TC se realizaron en todos los pacientes antes de la biopsia de próstata, la resección transuretral, terapia endocrina, la braquiterapia, radioterapia o tratamiento farmacológico de la enfermedad de la próstata.
adquisición de imágenes.
la RM se realizó en un escáner Siemens 3T (Magnetom Trio, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Alemania) con una matriz pélvica bobina (Siemens Medical System).
por fases
SWI es un ayuno de tres dimensiones baja -angle de eco de gradiente (GRE) secuencia. Los parámetros de imagen de SWI para la próstata son los siguientes: campo de visión (FOV) de 300 × 300 mm
2, matriz de 282 × 512, TR (tiempo de repetición) /TE (tiempo de eco) = 22/12 milisegundos (ms) , 20 ° de ángulo de solapa y 3 mm de grosor de corte. El tiempo de adquisición fue de 3 minutos y 36 segundos. Las imágenes SWI fueron creados mediante el uso de las imágenes de magnitud y fase [13]. La imagen de fase fue filtrada paso alto (mediante el uso de una exclusión de 64 × 64 de la información de baja frecuencia espacial) para eliminar gran parte del fondo frecuencia de variación del campo estática ambiental baja de la columna vertebral. Una máscara de fase fue creado mediante el establecimiento de los valores de fase positivos (entre 0 ° y 180 °) a la unidad y la normalización de los valores de fase negativa que van desde 0 ° a -180 ° a una escala de grises de los valores que van lineal de 1 a 0, respectivamente . Esta máscara de fase normalizada se multiplicó cuatro veces la imagen magnitud original contra y produjo imágenes que maximizan las intensidades de señal negativos de las regiones que contienen la sangre desoxigenada y aumenta el contraste entre las regiones que contienen la sangre desoxigenada y el tejido circundante. Por último, una proyección mínima intensidad en dos secciones se realizó para mostrar los datos procesados mediante el uso de secciones contiguas de 4 mm de espesor en el plano transversal.
RM convencional se realizó con un spin eco-secuencia rápida (FSE) . Los parámetros de imagen fueron los siguientes:
Axial T1 imagen ponderada (WI): campo de visión (FOV) de 300 × 300 mm
2, matriz de 288 × 320, TR (tiempo de repetición) /TE ( tiempo de eco) = 700/11 milisegundos (ms), 150 ° de ángulo de lanzamiento, y un grosor de corte de 3 mm. El tiempo de adquisición fue de 3 minutos y 25 segundos
axial T2WI:. FOV de 300 × 300 mm
2, la matriz de 272 × 320, TR /TE = 4000/87 ms, 140 ° de ángulo de tirón, y 3 mm espesor de corte. El tiempo de adquisición fue de 3 minutos y 54 segundos
sagital T2WI:. FOV de 250 x 250 mm
2, la matriz de 272 × 320, TR /TE = 4000/87 ms, 140 ° de ángulo de tirón, y 3 mm espesor de corte. El tiempo de adquisición fue de 3 minutos y 54 segundos
coronal T2WI:. FOV de 250 x 250 mm
2, la matriz de 192 × 256, TR /TE = 4000/104 ms, 145 ° de ángulo de tirón, y 4 mm espesor de corte. El tiempo de adquisición fue de 2 minutos y 26 segundos.
CT se realizó en un tomógrafo de 16 filas (Brilliance 16, Philips Medical Systems). Los parámetros de imagen son como sigue:. Voltaje del tubo AA 120 KV, 250 mA corriente del tubo, y el espesor de 3 mm
histopatológico examen
Cada paciente fue sometido a biopsias sextantes guiadas por ultrasonido transrectal después de la finalización de la MRI. y CT examen dentro de 10 días. Los resultados patológicos reveló que 23 pacientes tenían cáncer de próstata y 53 pacientes tenían hiperplasia benigna de próstata.
Análisis
Imaging.
Dos radiólogos con experiencia de diagnóstico 11 y 15 años, respectivamente, cegados a la histopatológico los resultados se analizaron todas las imágenes. áreas tumorales y no tumorales se determinaron en las imágenes de RM en pacientes con cáncer de próstata. Observaron los focos hemorrágicos y la calcificación de la próstata y se discuten los resultados finales cuando apareció disaccordance.
Análisis estadístico. Se utilizó
SPSS 17,0 software estadístico para analizar los datos. Se utilizó la prueba exacta de Fisher para analizar las manifestaciones hemorrágicas en SWI entre el cáncer de próstata y el grupo de la hiperplasia prostática benigna. Un valor de p menor de 0,05 fue considerado significativo. La sensibilidad, especificidad, exactitud, valores predictivos negativos (VPN) y el valor predictivo positivo (VPP) en SWI y la RM convencional en la detección de calcificaciones en la próstata se evaluaron utilizando la TC como el estándar de oro.
Resultados
las lesiones tumorales de 19 pacientes con cáncer de próstata se encuentra en la zona periférica de la próstata, sólo en 4 casos se encontraban dentro de la región central. En 19 de los 23 pacientes (82,6%) con cáncer de próstata, se detectó una hemorragia dentro de las áreas tumorales (16 pacientes con cáncer de próstata en la zona periférica y 3 pacientes con lesiones tumorales en la zona central) por SWI (Tabla 1). Sin embargo, se detectó pequeña hemorragia sólo en 1 paciente de cada 53 (1,9%) pacientes con hiperplasia benigna de próstata. La prueba exacta de Fisher mostró diferencia significativa entre el cáncer de próstata y la hiperplasia benigna de próstata en la detección de la hemorragia dentro de las lesiones (P & lt; 0,05). De los 19 pacientes con cáncer de próstata que tenían hemorragia de próstata detectado por SWI, sólo 7 pacientes tuvieron hemorragia prostática en la RM convencional (. Las figuras 1, 2, 3). El sangrado no se detectó en todos los pacientes mediante el uso de CT. Más importante aún, las lesiones tumorales de 4 pacientes con cáncer de próstata se encuentran en la zona central de la próstata en este estudio, y se detectaron hemorragia tumor en 3 pacientes por SWI.
señal heterogénea en T1 convencional (A) y T2WI (B) (flechas) indica hemorragia tumoral. Sin hemorragia se demuestra en la TC (C). La hemorragia del tumor también se observó con imagen filtrada de fase (E) (flechas) SWI (D) y. El examen histopatológico confirmó el diagnóstico de cáncer de próstata (F).
Sin tumor hemorragia se demuestra en T1 convencional (A), T2WI (B) y CT (C), pero baja la señal dentro del tumor en SWI imagen de fase filtrada (e) (flechas) (D) e indica hemorragia tumor. El examen histopatológico confirmó el diagnóstico de cáncer de próstata (F).
Baja señal en T1 convencional (A) y T2WI (B) (flechas) indica hemorragia tumoral. Sin hemorragia se demuestra en la TC (C). La hemorragia del tumor también se observó con imagen filtrada de fase (E) (flechas) SWI (D) y. Las imágenes de la segunda fila son originarios de otro trozo de la misma paciente. Sin calcificación prostática se demuestra en T1 convencional (F) y T2WI (G), pero de alta densidad de puntos-como en la TC (H), baja señal en SWI (I) y alta señal de imagen de fase filtrada en (J) (flechas) indica calcificaiton.
los calcificatinos se detectaron en 22 pacientes con TC, incluyendo 5 de los 23 pacientes con cáncer de próstata y 17 de los 53 pacientes con prostática benigna se han utilizado imágenes de resonancia magnética hyperplasia.When, se detectaron las calcificaciones en todos los 22 pacientes por SWI mientras que en sólo un 3 por MRI de rutina (Fig. 3, 4). En comparación con CT, SWI mostró 100% en la sensibilidad, especificidad, exactitud, el valor predictivo positivo de diagnóstico y valor predictivo negativo en la detección de calcificaciones en la próstata pero MRI convencional demostrado 13,6% en la sensibilidad de diagnóstico, 100% de la especificidad, 75% en la precisión, 100 % en el valor predictivo positivo y el 74% en el valor predictivo negativo
.
No se prostática calcificación se demuestra en T1 convencional (a) y T2WI (B), pero de alta densidad de puntos-como en la TC (C), la señal baja en SWI (D) y la señal de alto en la imagen filtrada fase (e) (flechas) indica calcificaiton.
Discusión
SWI es una nueva técnica de resonancia magnética que es más sensible que la TC, secuencias convencionales de RM y T2 * WI GRE en la detección de productos de la sangre paramagnéticos tales como desoxihemoglobina, metahemoglobina y hemosiderina en el sistema nervioso central [5]. Ha sido ampliamente utilizado en la detección de microhemorragias en una variedad de enfermedades cerebrales tales como trauma cerebral, accidente cerebrovascular y malformación vascular [8] - [11]. Además, SWI en el traumatismo de la médula espinal también ha sido investigado por nuestro equipo y fue demostrado ser valiosos en la detección de la hemorragia de la médula espinal [14]. Algunos estudios recientes han explorado en glioma valor de SWI y han encontrado que es útil en la clasificación del tumor y las estrategias de gestión de pacientes [15], [16]. Pero hasta ahora no se han realizado estudios sobre el valor de SWI en el cáncer de próstata y otras enfermedades de la próstata
.
Como una técnica de imagen avanzada, la RM ha ido ganando aceptación como una herramienta importante en la evaluación de las enfermedades de la próstata. T2WI es una secuencia tradicional importante para el diagnóstico de cáncer de próstata en la zona periférica de la próstata pero no específico. Es fácil distinguir el área cancerosa, que presenta hipointensa en T2 desde el fondo hiperintensa uniforme en la zona periférica de la próstata. Sin embargo, otros cambios, como la prostatitis y la fibrosis también pueden aparecer hipointensa en T2 [17]. Además, aunque la mayoría de los cánceres se originan en la zona periférica de la próstata, de hasta 30% de los cánceres de próstata ocurren en la región central [18]. Es más difícil discriminar maligna de la hiperplasia benigna de próstata porque el cáncer de zona de transición es el sitio de origen de la hiperplasia benigna de la próstata, que puede tener un aspecto heterogéneo [19]. Aunque la difusión de imágenes ponderada (DWI), espectroscopia de resonancia magnética (MRS) y contraste dinámico mejorado de imágenes (DCE) puede proporcionar información complementaria para el diagnóstico de la enfermedad de la próstata, ya que cada método tiene sus propias deficiencias, la superposición aparece en el diagnóstico diferencial entre el cáncer de próstata y la hiperplasia benigna de próstata [20].
Este estudio investigó el potencial de SWI para distinguir el cáncer de próstata de la hiperplasia prostática benigna. En 23 pacientes con cáncer de próstata, se detectó la hemorragia en 19 pacientes dentro de las áreas tumorales por SWI (82,6%). Sin embargo, se detectó pequeña hemorragia sólo en 1 paciente de cada 53 (1,9%) pacientes con hiperplasia benigna de próstata por SWI. La relación de la hemorragia dentro de las lesiones tenía diferencia significativa entre las dos enfermedades. A partir de este resultado, parecía que el cáncer de próstata puede ser más propenso a sangrar de la hiperplasia prostática benigna. La posible razón puede ser que el tejido de cáncer de próstata tiene una mayor densidad de los microvasos (MVD) que fue causado por el aumento de expresión vascular factor de crecimiento endotelial (VEGF) que próstata normal o hiperplasia benigna de tejido prostático [21], [22]. La sobreexpresión de Id-1 (inhibidor de la síntesis de la diferenciación /ADN), que pertenece a la familia de las proteínas Id hélice-bucle-hélice es un factor clave en la promoción de la angiogénesis a través de la activación del VEGF en las células de cáncer de próstata [23]. Los nuevos microvasos en los tumores generalmente difieren de las de tejido no canceroso. Aunque área tumoral contiene un mayor número de vasos que el área no neoplásico, se reduce el recipiente de densidad de área de superficie. Esto reflejó que el tamaño y la forma de microvasos tumorales tienden a ser amplia y menos ramificada que los de los tejidos normales [24]. Que puede conducir a sangrado en el cáncer de próstata como los nuevos microvasos son más frágiles y irregular con aumento de la permeabilidad y mayor tasa de proliferación que el de las células endoteliales normales [21]. Flujo sanguíneo medido en la próstata que contiene tumor es generalmente mayor que en el tejido de la próstata que contiene la hiperplasia benigna de próstata [25]. Las diferencias entre el cáncer de próstata y la hiperplasia prostática benigna en la estructura microvascular y la hemodinámica pueden ser las principales razones de la alta incidencia de sangrado cáncer de próstata. Además, de los 19 pacientes con cáncer de próstata que tenían hemorragia de próstata detectado por SWI en este estudio, la RM convencional sólo se detectó una hemorragia de próstata en 7 pacientes. Se sugirió que SWI es más sensible en la detección de la hemorragia prostática que la RM convencional. Más importante aún, las lesiones tumorales de tres pacientes con cáncer de próstata se encuentran en la zona central de la próstata en este estudio, y la hemorragia tumor fueron detectados en estos tres pacientes por SWI. Este hallazgo podría ser muy útil para el diagnóstico preciso del cáncer de próstata en la zona central. Aunque no todos los pacientes con cáncer de próstata demostraron una hemorragia en el Instituto de Bienestar Social, la información complementaria proporcionada por SWI puede ser valiosa para el diagnóstico de cáncer de próstata. A medida que el tamaño de la muestra de este estudio fue pequeño, los estudios más grandes necesitan ser realizados para demostrar aún más estos resultados.
calcificación prostática se encuentra con frecuencia en la práctica urológica. Algunos informes revelan que las pequeñas, múltiples calcificaciones son un hallazgo normal ecográfica, a menudo incidental en la próstata y representan una consecuencia de la edad en lugar de una entidad patológica. Sin embargo, más grande calcificación prostática puede estar relacionada con la inflamación subyacente y requiere una evaluación adicional y posible tratamiento [26], [27]. Tradicionalmente, la TC se cree que el estándar de oro para la detección de calcificación que se puede determinar con unidades Hounsfield (UH) por encima de 100 [28]. En la RM de rutina, la señal de la calcificación es variada debido a diversos compuestos de calcio y difícil para distinguirla de la hemorragia. Por lo tanto, la capacidad de CT en la detección de calcificación es mucho mayor que la RM convencional. Con el desarrollo de técnicas de resonancia magnética, la imagen de fase filtrada se ha convertido en una técnica muy sensible en la detección de calcificación en el cerebro [8], pero ningún estudio se realizó para investigar su valor en la detección de calcificación prostática. Este estudio demostró que la imagen de fase filtrada tiene la misma eficacia en la detección de calcificación prostática como CT y mucho mayor eficiencia que la RM de rutina. El mecanismo puede ser que la imagen de fase filtrada es exquisitamente sensible a las diferencias en la susceptibilidad magnética local, que pueden ser inducidas por tanto la hemorragia y la calcificación [5]. Tanto la calcificación y hemorragia muestran una baja señal en SWI, pero presentan características de señales opuestas en fase imágenes filtradas. Por lo general, la calcificación es alta señal o señal mixta dominada por la señal de alto, sino que muestra hemorragia como la baja señal o señal mixta dominada por la señal baja en las imágenes filtradas de fase [29]. Así la imagen de fase filtrada es útil para distinguir la calcificación de la hemorragia. Para superar la naturaleza del mal planteado el filtro inverso y mejorar la cuantificación de susceptibilidad, el Dr. Haacke y col. introducido una forma de asignación de susceptibilidad para producir una imagen de las venas de datos de fase [30]. Ambas simulaciones y los estudios en humanos han demostrado que este enfoque puede reducir drásticamente los elementos rayas y mejorar la precisión de cuantificación susceptibilidad dentro de las estructuras de interés tales como las venas o otros tejidos del cerebro [31]. En el futuro, puede ser posible utilizar este enfoque para evaluar cuantitativamente los sangrados microscópicos y calcificaciones y permitir una identificación clara de la calcificación
.
La principal limitación de este estudio es que el examen histopatológico fueron realizados por biopsia en lugar de La resección de la próstata. Así que la hemorragia tumoral en SWI no fue probado directamente por los exámenes histopatológicos. Además, el tamaño de la muestra en este estudio no es muy grande, así que no evaluó la incidencia de hemorragia tumoral en diferentes etapas en los pacientes con cáncer de próstata. Los estudios futuros pueden necesitar para obtener resultados más fiables e investigar el potencial de SWI en la estadificación del cáncer de próstata.
En conclusión, nuestros resultados indican que SWI es más sensible en la detección de microbleeding próstata y pueden ser útiles en el diagnóstico diferencial entre el cáncer de próstata y la hiperplasia benigna de próstata. imágenes de fase filtrada puede identificar calcificaciones próstata, así como CT. Se necesitan más estudios con mayor tamaño de muestra para obtener resultados más fiables para la práctica clínica en el futuro.
Reconocimientos
Deseamos agradecer al Dr. E. Marcos Haacke en deparment de de Radiología en la Wayne State universidad en EE.UU. para la revisión del manuscrito.