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Der Radiologe

, Volume 59, Issue 6, pp 503–509 | Cite as

Kontrastmittelfreie Bildgebung der Prostata

Reif für die Praxis?
  • S. H. PolanecEmail author
  • H. S. Bickel
  • P. A. T. Baltzer
Open Access
Leitthema
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Zusammenfassung

Hintergrund

Die multiparametrische MRT (mpMRT) ist derzeit die genauste Bildgebungsmodalität für die Detektion und das lokale Staging des Prostatakarzinoms (PCa). Nachteile dieser Modalität sind hohe Kosten, großer Zeitaufwand und die Notwendigkeit einer Kontrastmittelgabe.

Ziel der Arbeit

In diesem Beitrag soll ein Überblick über den aktuellen Stand verkürzter und kontrastmittelfreier MRT-Bildgebungsmöglichkeiten der Prostata vermittelt werden.

Ergebnisse

Biparametrische Untersuchungsprotokolle und der Einsatz von 3‑D-T2w-Sequenzen sind bereits erforschte kontrastmittelfreie und schnellere Methoden, mit denen sich die Untersuchungszeit der Prostata ohne wesentliche Einbußen der diagnostischen Genauigkeit verkürzen lässt.

Schlüsselwörter

Magnetresonanztomographie Biparametrisches Untersuchungsprotokoll Diffusionsbildgebung Prostatakarzinom Staging 

Contrast-agent free imaging of the prostate

Ready for clinical practice?

Abstract

Background

Multiparametric MRI (mpMRI) is currently the most accurate imaging modality for detection and local staging of prostate cancer (PCa). Disadvantages of this modality are high costs, time consumption and the need for a contrast medium.

Aims

The aim of the work was to provide an overview of the current state of fast and contrast-free MRI imaging of the prostate.

Results

Biparametric examination protocols and the use of three-dimensional T2-weighted sequences are readily available methods that can be used to shorten the examination time without sacrificing diagnostic accuracy.

Keywords

Biparametric examination protocols Diffusion imaging Prostate cancer Magnetic resonance imaging Staging 

Das Prostatakarzinom (PCa) ist das häufigste Karzinom bei Männern und die dritthäufigste neoplasiebedingte Todesursache in Europa [9]. Lange waren diagnostische Tests, wie die klinische digitale rektale Untersuchung, die Bestimmung des laborchemischen prostataspezifischen Antigens (PSA) und vor allem der transrektale Ultraschall in Verbindung mit einer randomisierten Biopsie die Methoden der Wahl für die Diagnostik des Prostatakarzinoms. Durch die Etablierung der MRT in der klinischen Routine sind diese Tests immer mehr in den Hintergrund geraten. Die multiparametrische Magnetresonanztomographie (mpMRT) ist derzeit die genaueste Bildgebungsmodalität für die Detektion und das lokale Staging des PCa und wird zunehmend als der klinische Standard wahrgenommen [2, 3, 18]. Durch zwei rezente Publikationen wurde der Stellenwert der Prostata-MRT noch einmal unterstrichen: So konnte sowohl im Rahmen der Prostate MRI Imaging Study (PROMIS Trial) als auch der PRECISON-Studie gezeigt werden, dass bei Biopsie-naiven Männern mit klinischem Risiko für ein Prostatakarzinom die MRT und die Kombination mit der MRT-gezielten Biopsie der transrektalen, ultraschallgezielten Standardbiopsie deutlich überlegen sind [1, 11]. Somit kann dem Patienten im Fall einer negativen MRT eine schmerzhafte Biopsie erspart werden. Die Ergebnisse dieser Studien führten bereits zu einer Änderung der Leitlinien in England, sodass bei Verdacht auf ein PCa primär die MRT zum Ausschluss eines Malignoms durchgeführt wird. Zusätzlich steigt die Akzeptanz in der europäischen urologischen Gesellschaft (EAU) bezüglich dieses Ansatzes [15].

Durch diesen Paradigmenwechsel und die dadurch steigenden Patientenzahlen werden nun die Limitationen der mpMRT deutlicher: hohe Kosten, welche nicht zuletzt durch lange Untersuchungszeiten, aber auch durch die Notwendigkeit einer Kontrastmittel(KM)-Gabe mit entsprechendem Personalaufwand bedingt sind. Zusätzlich sind die zunehmend diskutierten und auch den Patienten bekannten Implikationen möglicher, durch MR-Kontrastmittel bedingter Gd-Ablagerungen als Problemfeld zu nennen [14]. Dies macht die Entwicklung von verkürzten Untersuchungstechniken und -protokollen, bevorzugt ohne die Notwendigkeit einer Kontrastmittelgabe wünschenswert.

Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand verkürzter und KM-freier MRT-Bildgebungsmöglichkeiten der Prostata.

State of the Art: multiparametrische MRT

Als multiparametrische MRT (mpMRT) wird die Kombination aus morphologischen und funktionellen MRT-Parametern bezeichnet. Um ein einheitliches Protokoll zu etablieren sowie die Standards der mpMRT der Prostata möglichst vergleichbar zu machen und auch hochzuhalten, wurden mit PI-RADS erste Leitlinien zur Verfügung gestellt [5]. Diese beinhalten eine Empfehlung der grundlegend erforderlichen Parameter und Sequenzen für eine mpMRT der Prostata. Die Morphologie und Anatomie der Prostata wird mittels hochauflösender T2-gewichteter und ergänzender T1-gewichteter Sequenzen beurteilt. Zu den funktionellen Parametern zählen die dynamische kontrastmittelverstärkte („dynamic contrast-enhanced“, DCE-MRT) und die diffusionsgewichte („diffusion-weighted imaging“, DWI) Bildgebung. Die Dauer eines vollständigen multiparametrischen Protokolls, inklusive der Anlage eines peripher-venösen Zugangs für die Kontrastmittelapplikation und die Füllung des Rektums beträgt etwa 20 min [23].

Die Befundung der multiparametrischen MRT der Prostata basiert derzeit auf der Prostate Imaging and Reporting Archiving Data System Version 2 [5]. Dieses Interpretationsschema wurde eingeführt, um die Standardisierung der multiparametrischen MRT zu verbessern. Ähnlich dem BI-RADS-System der Brust wird für suspekte Prostataläsionen ein Score von 1–5 vergeben. Patienten mit einer Läsionen PI-RADS ≥4 sollten zur weiteren Abklärung im Idealfall eine gezielte Biopsie des suspekten Areals erhalten. Im Gegensatz zu etwa BI-RADS ist die Interpretation von PI-RADS v2 im Sinne einer klinischen Entscheidungsregel formalisiert [22].

Stellenwert der DCE

Mit der Einführung der PI-RADS-Leitlinie Version 2 im Jahr 2015 wurde der Stellenwert der DCE herabgestuft [5]. In der ersten Version der PI-RADS-Leitlinie hatte jeder multiparametrische Parameter den gleichen Stellenwert unabhängig von der anatomischen Region der Prostata [4]. Mit der Einführung der PI-RADS Version 2 wurde sowohl der peripheren als auch der Transitionszone ein „dominanter“ oder „führender Parameter“ zugeordnet [5]. Die „führende“ Sequenz für die Beurteilung der peripheren Zone (PZ) ist die diffusionsgewichte Bildgebung (DWI) und für die Transitionszone (TZ) die T2w. Zusätzlich wird im Gegensatz zu den anderen Parametern die DCE nicht auf einer fünfstelligen Skala bewertet, sondern stattdessen in Abhängigkeit vom Vorhandensein einer frühen Anreicherung vereinfacht als positiv oder negativ klassifiziert. Für die Praxis bedeutet dies, dass es durch eine positive DCE nur zu einem Upgrade bei einer PI-RADS-3-Läsion in der PZ kommt. In der TZ liefert die DCE keinen Beitrag zum PI-RADS-Score und ist somit obsolet. Die Beschränkung auf lediglich die frühe Anreicherungsphase bedeutet zudem die Möglichkeit einer Verkürzung der Akquisition auf die ersten beiden Minuten nach Kontrastmittelgabe.

Kontrastmittelfreie Bildgebung

Biparametrische MRT

Im Vergleich zum multiparametrischen Protokoll wird bei der biparametrischen MRT der Prostata auf die DCE verzichtet, wodurch eine Reduktion der Gesamtscanzeit erreicht werden kann. Bei Scannen der T2w-Bilder in 3 Ebenen mit zusätzlicher DWI dauert eine biparametrische MRT ca. 15 min [17, 28]. Eine rezente Publikation berichtet über ein abgekürztes biparametrisches Protokoll, welches ca. 9 min dauert [12]. Dies wird durch das Einsparen der sagittalen und koronaren Akquisition (jeweils ca. 4 min) der T2w-Sequenz erreicht.

Die Autoren zweier rezenter Metaanalysen zeigten eine zwischen biparametrischer und multiparametrischer MRT vergleichbar hohe Sensitivität und Spezifizität, die diagnostische Genauigkeit wird mit 87 % angegeben [10, 16]. Die Mehrheit der Studien wurde auf 3‑T-Geräten durchgeführt. Die ESUR-Guidelines empfehlen für die Bildgebung Hochfeld-MRT, jedoch konnten Studien zeigen, dass zwischen Untersuchungen mit 1,5 bzw. 3 T kein Unterschied in der diagnostischen Genauigkeit bei der Anwendung von biparametrischen Protokollen besteht [28]. (Abb. 1).

Eine rezente Arbeit von Di Campli et al. hat die Erfahrung der Radiologen bei biparametrischen und multiparametrischen MRT verglichen [8]. Die Resultate belegen, dass die diagnostische Genauigkeit sowohl bei unerfahrenen als auch erfahrenen Radiologen bei der Interpretation eines biparametrischen Protokolls nicht signifikant differiert. Wiewohl die Heterogenität der einzelnen Studienergebnisse hoch ist, belegen die Daten einen global geringen Mehrwert durch die Verwendung von Gd-haltigen MR-Kontrastmitteln. Ein verkürzter, biparametrischer Bildgebungsansatz wäre anhand dieser Ergebnisse auf robustem Evidenzniveau als routinetauglich zu bewerten.
Abb. 1

MRT eines 71-jährigen Patienten mit einem Serum-PSA von 8,8 ng/ml. a In der T2-gewichteten Sequenz zeigt sich links in der peripheren Zone eine über 1,5 cm große hypointense, suspekte Läsion (Pfeil). b Korrespondierend zeigt sich eine Diffusionseinschränkung in der ADC-Map („apparent diffusion coefficient“) und c eine Hyperintensität in der Diffusionsbildgebung (DWI, b = 1000 mm/s2). Die Läsion kann eindeutig als suspekt klassifiziert werden (PI-RADS 5). d Die DCE liefert bei diesem Patienten keine relevante Zusatzinformation

Demgegenüber steht der im Einzelfall doch ganz erhebliche Nutzen der DCE: typische Stolperfallen der Prostatabefundung, wie die Fehlinterpretation eines hypertrophen fibromuskulären Stromas als Karzinom oder die Tumordiagnose im Fall einer granulomatösen Prostatitis sowie basale Verschiebungen der zentralen Zone, lassen sich mit Hilfe von DCE-Aufnahmen leicht als gutartig identifizieren ([19]; Abb. 2) Auch in der Detektion von sehr kleinen Läsionen ist die DCE-MRT aufgrund der höheren räumlichen Auflösung regelhaft überlegen. Potenzielle, wenn auch in der Literatur nicht klar belegte Vorteile ergeben sich bei der Beurteilung der Infiltration der Samenbläschen und der Organüberschreitung ([26]; Abb. 3).
Abb. 2

Klassischer Fall einer granulomatösen Prostatitis bei einem 58-jährigen Patienten mit erhöhtem PSA (prostataspezifisches Antigen) im Serum und positiven digitalen rektalem Befund. a Diese seltene Form der chronischen Prostatitis wird häufig als Karzinom fehlgedeutet. b In T2w zeigt sich in der peripheren Zone rechts eine hypointense Läsion (Pfeil). c Korrespondierend dazu zeigt sich eine Läsion mit niedrigerem ADC („apparent diffusion coefficient“). d Diese zeigt in der frühen Kontrastmittelphase keine Anreicherung, ca. 80 s nach Kontrastmittelgabe zeigt sich ein fokales Enhancement zentral sowie im Randbereich der Läsion, wobei auch Bereiche ohne Enhancement vorliegen

Abb. 3

64-jähriger Patient mit bereits negativer Ultraschallbiopsie und erhöhtem PSA-Wert (prostataspezifisches Antigen) von 9,6 ng/ml. Weder in der axialen DWI (a) bzw. ADC-Map („apparent diffusion coefficient“; b) noch in den T2-gewichteten Bildern (c) lässt sich eine eindeutig suspekte Läsion abgrenzen. In der DCE zeigt sich links apikal, ein eindeutig Kontrastmittel aufnehmendes, suspektes Areal (d, Pfeil). Die anschließend durchgeführte, MR-gezielte Biopsie des Areals bestätigte ein Prostatakarzinom Gleason 7 (3 + 4)

Den vielfach praktizierten Ansatz der rektalen Vorbereitung und/oder die medikamentöse Ruhigstellung der Darmmotilität zu unterlassen, kann besonders die bezüglich Suszeptibilitätsartefakten sensitiven DWI-Sequenzen empfindlich stören. In einem solchen Fall können die DCE-Aufnahmen die Tumordetektion entscheidend beeinflussen.

Die DCE hat ihre Stärken nicht nur in der Primärdiagnostik des PCa, sondern auch beim Monitoring des Therapieerfolgs. Besonders bei Patienten nach neuen fokalen Therapien (photodynamische Therapie, Elektroporation, hochintensiver fokussierter Ultraschall [HIFU] und Kryoablation) ist die DCE eine essenzielle Sequenz für die Beurteilung des unmittelbaren posttherapeutischen Therapieansprechens. Typische Ablationsszonen zeigen einen zentralen Fokus der KM-Anreicherung mit umgebenden Rim-Enhancement. Auch nach radikaler Prostatektomie hat die DCE ihre Berechtigung, da sich die Rekurrenz durch ein rasches KM-Anflutverhalten zeigt [20].

Zeitersparnis durch 3‑D-Akquisition der T2-Sequenzen

Für die detaillierte Beurteilung des neurovaskulären Bündels sowie der Organüberschreitung des Prostatakarzinoms für ein adäquates Staging ist die Beurteilung der Bilder in allen 3 Schnittebenen wichtig. Die Akquisition der T2-gewichteten Parameter pro Schnittebene beansprucht ca. 4 min und nimmt somit den größten Teil der Messzeit im Bildgebungsprotokoll der Prostata ein. Eine Möglichkeit diesen Vorgang zu verkürzen ist die 3‑D-T2w-Akquisition durch Volumenanregung. Der hochauflösende, meist isotrop akquirierte 3‑D-Datensatz kann mittels multiplanarer Rekonstruktionen in beliebigen Schnittebenen betrachtet werden und erlaubt somit, die Scanlänge im Vergleich zur konventionellen 2‑D-Akquisition in 3 Ebenen deutlich zu verringern. Die gesamte Scandauer für einen 3‑D-T2w-Datensatz beträgt etwa 4 min [23]. Die Ergebnisse sind sowohl hinsichtlich ihrer Bildqualität als auch der Detektierbarkeit von Läsionen vergleichbar, wenn auch die 3‑D-Akquisition im Vergleich zur schichtselektiven Anregung zu unscharfen Aufnahmen durch Phasenfehler führen kann. Generell müssen jedoch keine Einschränkungen in der diagnostischen Genauigkeit in Kauf genommen werden, das technische Personal muss jedoch die Aufnahmen noch am Gerät auf Bewegungsartefakte überprüfen, da hier keine alternative zweite und dritte Akquisition zur Verfügung steht. Mit diesem Ansatz ist ein multiparametrisches Protokoll in einer Zeit von 12 min möglich. Für den klinischen Alltag würde dies bedeuten, dass bis zu 2 Patienten pro Stunde mehr gescannt werden können. Daten zum Nutzen dieser 3‑D-Technik in einem biparametrischen Protokoll sind noch ausständig, jedoch sind die bereits gesammelten Ergebnisse diesbezüglich vielversprechend ([23]; Abb. 4 und 5).
Abb. 4

62-jähriger Patient mit suspekter PI-RADS-5-Läsion in der peripheren Zone (Pfeil). Bilder einer schnellen, 3‑D-akquirierten T2-Sequenz in axialer (a), koronarer (b), sagittaler (c) Rekonstruktion. Die Akquisitionszeit hierfür beträgt ca. 4 min

Abb. 5

62-jähriger Patient mit suspekter PI-RADS-5-Läsion in der peripheren Zone (Pfeil). Konventionelle, 2‑D-akquirierte T2-TSE-Bilder in allen 3 Ebenen. (a) Axial, (b) koronar, (c) sagittal. Die Akquisitionszeit hierfür beträgt ca. 12 min. Für die allgemeine Beurteilung der Prostata sowie für die Detektion der suspekten Läsion sind beide Methoden gleichwertig

Diffusionsbildgebung – der unverzichtbare Parameter?

In der Bildgebung des Prostatakarzinoms und besonderes in der KM-freien Detektion desselben ist die DWI unverzichtbar. Die DWI ist, wie bereits erwähnt, die dominante oder führende Sequenz in der peripheren Zone der Prostata, in der über 70 % der Karzinome lokalisiert sind. Sie liefert Informationen über das Diffusionsvermögen von Wassermolekülen im Gewebe und spiegelt somit die lokalen mikrostrukturellen Charakteristika wider. Quantifiziert wird die Diffusivität mittels des „apparent diffusion coefficient“ (ADC). In malignen Geweben wird meist eine reduzierte Diffusionskapazität beobachtet – dies kann multifaktoriell auf eine erhöhte Zelldichte sowie desmoplastisch fibrotische Prozesse zurückgeführt werden, welche eine Reduktion des für die Diffusion von extrazellularem Wasser zur Verfügung stehenden Raumes bedingen. Intrazelluläres Wasser trägt bei klinisch üblichen Diffusionssequenzen nicht nennenswert zum gemessenen ADC bei. Nach den rezenten Leitlinien sollte die DWI-Bildgebung mit sehr hohen b Werten (1400–2000 s/mm2) akquiriert werden, welche verglichen zu üblichen b‑Werten (800–1000 s/mm2) die diagnostische Genauigkeit verbessern sollen [5, 13]. Mehrere Studien konnten keinen Zusammenhang zwischen niedrigen ADC-Werten und biologisch aggressiveren Tumoren (gemessen anhand des Gleason-Scores) belegen [6, 27].

Darüber hinaus soll der ADC-Wert auch immer mehr als Biomarker dienen, um einerseits sowohl Karzinome generell, als auch andererseits signifikante Karzinome auszuschließen und dadurch dem Patienten in weiterer Folge unnötige Biopsien zu ersparen [7]. Eine 2018 publizierte Arbeit zeigt, dass durch die Messung von quantitativen ADC-Werten potenziell bis zu 33 % der gezielten Biopsien vermieden werden könnten [21]. Dies hat eine nicht zu unterschätzende Relevanz bezüglich Biopsie-assoziierter Nebenwirkungen und der hohen Kosten einer Biopsie. In der Routine hat sich dies noch nicht etabliert, bis dato schlagen die PI-RADS-Leitlinien keine quantitativen ADC-Schwellenwerte für die Bestimmung der Dignität von Prostataläsionen vor. Wie bei allen Biomarkern erfordern auch Imaging Biomarker wie der ADC ein sorgfältiges Qualitätsmanagement, bevor Schwellenwerte für klinische Entscheidungen empfohlen werden können. Für jedes Zentrum und jeden Magneten sind technische Anpassungen und Kalibrierungen sowie Schulungen des technischen und medizinischen Personals erforderlich, um Verzerrungen zu beseitigen und robuste ADC-Schwellenwerte festzulegen.

Alternativen

MR-Spektroskopie

In der ersten Version der PI-RADS-Leitlinien inkludierte die Definition einer multiparametrischen MRT der Prostata noch die MR-Spektroskopie [4]. Für die Unterscheidung zwischen einer gutartigen Prostataläsion und einer suspekten Läsion wurde das Verhältnis von Zitrat (CIT) zu Cholin (CHO) gemessen [25, 29]. In der gesunden Prostata überwiegt das Zitrat. Das Verhältnis von CIT/CHO ist allerdings nicht nur im Prostatakarzinom erhöht, sondern auch bei einer Prostatitis, was zu falsch-positiven Befunden führt. Der zusätzliche Zeitaufwand wurde für die Spektroskopie mit ca. 10 min beschrieben. Auch wenn die Technik äußerst vielversprechende Informationen erbringt, schlägt sich dieser Mehraufwand nicht in einer verbesserten diagnostischen Genauigkeit gegenüber multiparametrischen Protokollen mit 3 Parametern (T2w, DWI, DCE) nieder [24]. In den aktuell gültigen Leitlinien wurde die Spektroskopie exkludiert und spielt nur noch eine experimentelle Rolle [5].

Fazit für die Praxis

  • Mit der steigenden Beliebtheit der MRT der Prostata als primäres diagnostisches Werkzeug für die Detektion des Prostatakarzinoms und der zunehmenden Evidenz bezüglich ihres breiteren Einsatzes steigen die Patientenanzahlen.

  • Dies erfordert ein Umdenken hin zu schnelleren, kontrastmittelfreien und dennoch diagnostisch adäquaten Untersuchungsprotokollen.

  • Biparametrische Untersuchungsprotokolle und der Einsatz von 3‑D-T2w-Sequenzen sind bereits erforschte Methoden, mit denen sich die Untersuchungszeit verkürzen lässt, ohne dafür Einbußen in der diagnostischen Genauigkeit hinnehmen zu müssen.

Notes

Funding

Open access funding provided by Medical University of Vienna.

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

S. H. Polanec, H. S. Bickel und P. A. T. Baltzer geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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© The Author(s) 2019

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Authors and Affiliations

  • S. H. Polanec
    • 1
    Email author
  • H. S. Bickel
    • 1
  • P. A. T. Baltzer
    • 1
  1. 1.Universitätsklinik für Radiologie und NuklearmedizinMedizinische Universität Wien & AKH-WienWienÖsterreich

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