miércoles 15 septiembre, 2021
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Difusión Sintética (MAGiC DWI) para exámenes de próstata por RM con calidad de imagen consistente y tiempos de examen reducidos

El Danilo Alvarez, MD, CEONC, Cascavel, PR, Brasil

Danilo Álvarez se gradúo en UFPR (Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil) con residencia en radiología en la UFPR y especialización en radiología abdominal.

Colaboradores de la institución:

João Pedro Alberton Rambo, Stéfany Jubainski.

Colaboradores de GE Healthcare:

Eduardo Figueiredo, Líder Clínico de MR/Investigación/Colaboraciones RM

Thomas Doring, PhD, GROE

Centro de Oncologia Cascavel

Acerca de la Institución:

CEONC, Centro de Oncologia Cascavel, es referencia en Tratamiento del Cáncer en Paraná, Brasil. Tiene 20 años de historia en Cascavel, siendo el 8º hospital oncológico del SUS, según el ministerio de salud brasileño.

Durante tres meses hemos realizado aproximadamente 350  casos de RESONANCIA MAGNÉTICA multiparamétrica de próstata, con un protocolo siguiendo las directrices de PIRADS 2.1 e incluyendo también un protocolo DWI sintético (MAGiC DWI) donde pudimos evaluar una adquisición real de alto valor B (b=1400 s/mm²) en comparación con imágenes sintetizadas de alto valor b. Nuestra impresión hasta ahora es que MAGiC DWI proporciona consistente calidad de imagen, un contraste mejorado entre el tumor y el fondo en comparación con la adquisición real convencional y una reducción significativa del tiempo de escaneo. Durante este período no observamos ninguna diferencia en los hallazgos tumorales.

Introducción:

En 2019, CEONC realizó aproximadamente mil resonancias magnéticas multiparamétricas en 1,5T (SIGNA Explorer, GE Healthcare, Milwaukee, USA) de la próstata, con un protocolo optimizado para una alta calidad de imagen en un corto tiempo de examen.

Siguiendo las recomendaciones de PIRADS, primero implementamos un protocolo de RM que tardó 28 minutos. Luego, a través de la optimización del protocolo, pudimos reducir el tiempo total de escaneo a aproximadamente 18 minutos (incluyendo: alta resolución axial, coronal y sagital T2w, DWI convencional con valores b de 50, 800 y 1400 s/mm² y secuencia dinámica T1 3D FSPGR). 

Con la introducción de PIRADS® v2.1 pudimos reducir aún más el tiempo total de examen, pudiendo eliminar las secuencias coronales T2w, la adquisición b=1400s/mm² y hacer más optimizaciones de secuencia. Durante 3 meses usando MAGIC DWI, una técnica de DWI sintético que genera varios valores b sintéticos a partir de una única serie escaneada de DWI, realizamos aproximadamente 350 exámenes de RM para cáncer de próstata logrando un tiempo óptimo de aprox. 10 minutos para el examen completo de RM.

La mayoría de nuestros exámenes están destinados a la detección de tumores de próstata y biopsia guiada. Durante este período, además del MAGiC DWI b=50/800 s/mm2, se adquirió una serie adicional b=1400 s/mm2 para comparar y familiarizarnos con el método.

En este reporte nos gustaría compartir un caso clínico para demostrar los beneficios del uso del protocolo con DWI sintética (MAGiC DWI, GE Healthcare, Milwaukee, EE. UU.) sobre una adquisición real b=1400 s/mm2 en la evaluación de la próstata.

Cuadro. Parámetros del protocolo para MAGiC DWI Axial.
Cuadro. Parámetros del protocolo para MAGiC DWI Axial.

Protocolo de RM:

El protocolo de RM del examen incluyó las siguientes secuencias: T2w sagital yT2w axial de alta resolución, una DWI, y una secuencia dinámica con medio de contraste (gadolinio) en un RM 1.5T (SIGNAExplorer, GE Healthcare, Milwaukee, USA), sin uso de bobina endorrectal.

La secuencia MAGiC DWI incluyó valores b de 50 y 800 s/mm2 (Figura 1). Las imágenes con valor b de 1400 y 2500 s/mm2 se calcularon inmediatamente en serie, automáticamente, con el software MAGiC DWI (este cálculo también puede hacerse como un post procesamiento posterior al estudio).

Recomendaciones PIRADS® v2.1 para DWI

Resolución en el plano > o = 2.5mm, FOV 16cm -22cm

Espesor de Corte < o = 4mm, no gap, planos de imagen similar o igual al utilizado en T2W y DCE.

Bajo b=0-100 s/mm2 y Alto b-= 800-1000 s/mm2. 

Adquisición mandatoria separada para b > o =1400 s/mm2 o sintetizada/calculada con las secuencias de b bajo y b intermedio.

Figura 1. Imagen T2W mostrando la lesión infiltrativa.
Figura 1. Imagen T2W mostrando la lesión infiltrativa.

Consideraciones para protocolo DWI de CEONC:

Con el fin de minimizar el tiempo de escaneo, utilizamos cortes de 4 mm de espesor, el número total de cortes depende del tamaño de la próstata y cobertura de vesículas seminales. TR se ajusta según el número de cortes

FOV 16cm y matriz 64×32 dan como resultado un tamaño de píxel de 2.5 x 2.5 mm, 0.5 pFOV utilizado para mantener el tamaño de píxel cuadrado mientras se usa matriz mínima con 32 de fase que acorta el tiempo de escaneo y la distorsión debido a un espaciado de eco más corto. Se puede utilizar FOCUS o una técnica similar con bandas de saturación colocadas cuidadosamente.

TR > o = 3000ms, TE min Full para aumentar SNR manteniendo TE reducido para más SNR y menos distorsión. TR deberá ser aumentado si se necesitan más cortes.

Dirección de difusión =ALL, aumenta SNR con NEX limitado a 16 máximo.

Las bobinas deben colocarse lo más cerca posible de la próstata, en el medio del segmento a utilizar.

El aumento de b =50 NEX puede aumentar la SNR de ADC, así como el aumento del número de valores b como b = 400 y b = 600 s / mm2, a costa de un mayor tiempo de escaneo.

El valor CV7=1 para Optimización de la dirección del gradiente reduce TE añadiendo SNR.

Se eligieron 2 valores b sobre 3 valores b para agregar más calidad de imagen en los más utilizados, que usar 3 valores b con menos calidad de imagen en el mismo tiempo de escaneo.

Figura 2. DWI con b=50 y 800 s/mm2 (izquierda, centro). ADC (derecha).
Figura 2. DWI con b=50 y 800 s/mm2 (izquierda, centro). ADC (derecha).

Historia del Paciente:

Un paciente masculino de 66 años, sometido en 2019 a RM Multiparamétrica de próstata, incluyendo DWI (con PSA: 29ng/ml, densidad PSA: 1,02, 

tamaño de próstata: 4,1 x 2,8 x 4,5cm, peso prostático: 27g). El paciente era controlado previamente en forma semestral para aumento de PSA, y

no había sido sometido a examen de RM con anterioridad. 

Biopsias sistemáticas de sextantes aleatorios realizadas en 2016 y 2018, con todas las muestras con parénquima prostático normal (negativo en 12 fragmentos cada biopsia).

Figura 3. Mapa ADC Color: cada color corresponde a un valor ADC diferente. Esta representación puede ser más conspicua que la representación en escala de grises.
Figura 3. Mapa ADC Color: cada color corresponde a un valor ADC diferente. Esta representación puede ser más conspicua que la representación en escala de grises.

Resultados en Imágenes:

Se observó una lesión infiltrativa en imágenes T2 w con difusión restringida, midiendo 2.1 cm, en la zona de transición en el ápice derecho con posible extensión extracapsular, sin invasión de vesículas seminales y sin linfadenopatía (PIRADS-5).

Figura 4. Comparación de impagen b=1400 s/mm2 adquirida (izquierda) versus imagen sintética b =1400 s/mm2
Figura 4. Comparación de impagen b=1400 s/mm2 adquirida (izquierda) versus imagen sintética b =1400 s/mm2

Resultados en Biopsia:

Biopsia realizada con fusión de Ecografía/RM con 3 muestras, todos positivos para adenocarcinoma de próstata, Gleason 8 (4+4).

Figura 5. (A) Gráfica logarítmica de señal DWI y valores b, utilizando ADC para interpolación y extrapolación. (B) DWI Sintética en nivel de vejiga y vesículas seminales: observe un mejor contraste debido a la falta de T2 shine through comparado con (C) adquirido b = 1400.
Figura 5. (A) Gráfica logarítmica de señal DWI y valores b, utilizando ADC para interpolación y extrapolación. (B) DWI Sintética en nivel de vejiga y vesículas seminales: observe un mejor contraste debido a la falta de T2 shine through comparado con (C) adquirido b = 1400.

Discusión:

En nuestra experiencia de tres meses no hemos observamos sustancial diferencia en los resultados de imágenes de tumores con alto b sintetizado utilizando MAGIC DWI en comparación con el b=1400s/mm2 real adquirido en la secuencia de difusión (ambas técnicas se aplicaron en todos los estudios durante este período).

Nosotros notamos que la curva de aprendizaje del radiólogo para leer imágenes de difusión sintética fué rápida, y ya no se encuentran diferencias en las lecturas en imágenes sintéticas en comparación con el valor real para alto valor b. De hecho, en algunos casos, se puede hacer una lectura más precisa (al investigar los resultados de la biopsia) con la técnica sintética.

Al eliminar una secuencia dentro del protocolo de adquisición, fuimos capaces de reducir el tiempo total de examen. Junto con todos los demás esfuerzos de optimización pudimos aumentar el rendimiento a cuatro exámenes de próstata por hora (dos por hora anteriormente).

Nuestra siguiente intención es reducir la RM de próstata aún más a cinco exploraciones por hora. La percepción general de la calidad de imagen del protocolo de 10 minutos fue al menos igual, pero en la mayoría de los casos superiores al protocolo previamente utilizado de 20 min, con confiabilidad diagnóstica mantenida. Observamos contraste de imagen mejorado en la técnica DWI sintética en comparación con la adquisición convencional (más información en la sección Detalles Técnicos).

Adicionalmente, el contraste mejorado en la imagen del protocolo sintético podría estar relacionado con el hecho de que la comodidad del paciente se incrementa con un examen de tiempo más corto, lo que resulta en menos artefactos relacionados con el movimiento.

Figura 6. Otro ejemplo de mejora en el contraste con MAGIC DWI; observe las áreas más oscuras debido al aumento de la movilidad del agua en comparación con la adquisición real.
Figura 6. Otro ejemplo de mejora en el contraste con MAGIC DWI; observe las áreas más oscuras debido al aumento de la movilidad del agua en comparación con la adquisición real.

Conclusiones:

Utilizando MAGiC DWI durante nuestra experiencia de tres meses no observamos diferencia substancial en resultados del tumor en imagen sintética b=1400 s/mm2 cuando se compara con la adquisición real, lo que nos permite eliminar la adquisición en tiempo real y alcanzar un tiempo total de exploración de la próstata de 10 minutos.

Detalles Técnicos: MAGIC DWI

DWI sintético (MAGIC DWI) es una técnica de DWI donde cualquier valor b se puede interpolar o extrapolar en función del Mapa ADC que caracteriza a cada tejido. Se calcula el ADC utilizando un mínimo de 2 valores b, típicamente 50 y 800 s/mm2.

MAGiC DWI no tiene T2 shine through y, como se utilizan valores b y TE más corto en la adquisición, tiene más SNR en b=1400 que uno adquirido en tiempo equivalente.

Debido al artefacto T2 shine through, un tejido de contraste real hipointenso puede aparecer como hiperintenso, isointenso o incluso en nivel del piso de ruido. Como MAGiC DWI no tiene contaminación T2 shine through, el aumento de la movilidad de las moléculas de agua conduce a un nivel de apariencia más oscuro, aumento el contraste entre los tejidos.

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