Μαγνητικός συντονισμός με χρήση τεχνικών μοριακής διάχυσης (diffusion weighted MRI) στην απεικονιστική σταδιοποίηση του καρκίνου του ορθού

Abstract

Aim: To investigate the value of diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWMRI) in identifiying the detailed extent of rectal cancer with greater diagnostic precision with regards to local, lymph node and metastatic status. Methodology: Two diffusion weighted sequences were developed, Spin Echo Echo Planar Imaging-SEEPI and Inversion Recovery Echo Planar Imaging for the study of focal liver lesions and depiction of primary rectal cancer. For the quality control of these sequences a phantom from solutions of different sucrose concentrations was constructed and scanned repeatedly with a DWMRI sequence with multiple b values and different fitting algorithms. Coefficient of variation of ADC values of different solutions was measured. In 38 patients ADC values of focal liver lesions and normal parenchyma were measured and threshold value for differentiation of most common benign from malignant lesions was investigated. In 51 patients quantitative analysis was performed in parametric maps created selecting different b values on an in house image processing toolbox on a separate workstation. The value of normalization with ADC value of spleen was investigated. In 50 consecutive patients with primary rectal cancer, ADC value of primary cancer and normal appearing rectal wall was noted. In addition the number of mesorectal lymph nodes presenting with restriction of diffusion was noted and comparison was made with T2 weighted sequence and the pathology report. 16 patients underwent long scheme of chemoradiation after which they were reimaged with DWMRI and change in ADC value of primary tumor was noted. Results-Conclusions: DWMRI sequence can depict all focal liver lesions and primary rectal cancer. SE EPI DWI sequence has produced very good results in characterization of hepatic lesions and in differentiation of colonic wall invaded by tumor and not. It provided a complementary role to the morphological MRI sequences increasing the certainty level for accurate roadmapping of rectal cancer and depiction of mesorectal lymph nodes.Distinction between metastatic and non metastatic lymph nodes based on qualitative and quantitative informations from the sequence was not possible.

Στόχος:Η διερεύνηση της δυνατότητας των τεχνικών μοριακής διάχυσης του ΜΣ να προσδιορίσουν την λεπτομερή έκταση του καρκίνου του ορθού με μεγαλύτερη διαγνωστική ακρίβεια σε τοπικό, λεμφαδενικό και μεταστατικό επίπεδο. Μεθοδολογία:Aναπτύχθηκαν δύο ακολουθίες έμφασης μοριακής διάχυσης η Spin Echo Echo Planar Imaging-SEEPI και η Inversion Recovery Echo Planar Imaging για την μελέτη των εστιακών ηπατικών βλαβών και την ανάδειξη του πρωτοπαθούς καρκίνου του ορθού. Για τον ποιοτικό έλεγχο των ακολουθιών κατασκευάστηκε ομοίωμα με διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων σακχαρόζης, στο οποίο εφαρμόστηκε επανειλημένα ακολουθία έμφασης μοριακής διάχυσης με πολλές τιμές b, διαφορετικούς αλγόριθμους προσαρμογής και καταγράφηκε ο συντελεστής διακύμανσης των τιμών ADC των διαφορετικών διαλυμάτων. Σε 38 ασθενείς μετρήθηκαν οι τιμές ADC των εστιακών βλαβών και του ηπατικού παρεγχύματος και αναδείχθηκαν τιμές κατώφλι για την διαφοροποίηση των πιο συχνών καλόηθων και κακόηθων ηπατικών βλαβών. Σε 51 ασθενείς ακολούθησε ποσοτική αξιολόγηση και σε παραμετρικούς χάρτες που κατασκευάστηκαν επιλέγοντας διαφορετικές τιμές b με ειδικά κατασκευασμένο λογισμικό σε ανεξάρτητο σταθμό εργασίας και διερευνήθηκε η αξία της κανονικοποίησης των τιμών ADC με την τιμή ADC του σπληνός ως ιστού αναφοράς. Παράλληλα σε 50 διαδοχικούς ασθενείς με πρωτοπαθή καρκίνο του ορθού καταγράφηκε η τιμή ADC του πρωτοπαθούς όγκου και του φυσιολογικού παρακείμενου τοιχώματος του ορθού. Επιπρόσθετα καταγράφηκε ο αριθμός των μεσοορθικών λεμφαδένων με περιορισμό διάχυσης και έγινε συσχέτιση με την ακολουθία έμφασης Τ2 και το παθολογοανατομικό πόρισμα. 16 ασθενείς υποβλήθηκαν σε σχήμα χημειοακτινοθεραπείας μετά την οποία επανεξετάστηκαν με ΜΣ και μελετήθηκε η μεταβολή της τιμής ADC του πρωτοπαθούς όγκου. Αποτελέσματα-Συμπεράσματα:H ακολουθία έμφασης μοριακής διάχυσης απεικονίζει με επιτυχία τις εστιακές βλάβες του ήπατος και τον πρωτοπαθή καρκίνο του ορθού. Η SE EPI έδωσε πολύ καλά αποτελέσματα στον χαρακτηρισμό των ηπατικών βλαβών και στον διαχωρισμό του εντερικού τοιχώματος προσβεβλημένου από καρκίνο και μή. Παρείχε συμπληρωματικό ρόλο στις συμβατικές ακολουθίες ΜΣ ενισχύοντας το ποσοστό βεβαιότητας για την ακριβή χαρτογράφηση του καρκίνου του ορθού και την ανάδειξη των μεσοορθικών λεμφαδένων. Δεν κατέστη δυνατός ο διαχωρισμός μεταξύ μεταστατικών και μη μεσοορθικών λεμφαδένων με βάση τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά της ακολουθίας.