Computed Ultra High b Value Diffusion-Weighted MR

Computed Ultra High b Value Diffusion-Weighted MR Imaging van de Prostaat
Wat is de klinische meerwaarde van diffusie MRI met geëxtrapoleerde hoge b-waarden bij
verdenking op prostaatcarcinoom?
Dissertation submitted as course requirement
of the Mastersprogramme Medical Imaging
Marcel Hakkert
Inholland University of Applied Sciences
Faculty of Health, Sports and Social Work
Cluster Allied Health
2015
Master
Uitstroom
MIRO
Medical Imaging & Radiation Oncoloy
Medical Imaging
Auteur
Marcel Hakkert
Docent MBRT
Hogeschool Inholland, Haarlem
Opdrachtgever
Erik van den Bergh, PhD
Productmanager MR
Siemens Nederland N.V.
Interne procesbegeleider
Thom Roding, MSc
Coördinator Masteropleiding MIRO
Inholland Academy
Externe begeleider
Erik van den Bergh, PhD
Productmanager MR
Siemens Nederland N.V.
Externe begeleider
Drs. Hans van der Lelij
Radioloog
Maasstad Ziekenhuis, Rotterdam
Abstract
Objective: To investigate if calculated ultra high b value (b3000) diffusion weighted imaging (DWI)
provides higher positive predictive value (PPV) for prostate cancer, compared to high b value images
(b1400).
Methods: The currently used DWI sequence in Maasstad Ziekenhuis Rotterdam has a calculated b
value of 1400. 21 patients, suspected of prostate cancer, underwent multiparametric MRI. The MR
exam consisted of both calculated b1400 and calculated b3000 DWI sequences. In two cases also an
acquired b3000 DWI series was made. Besides patient exams a phantom study was done for
comparing acquired b3000 and calculated b3000 images. Patient studies were independently
reviewed by two readers. Different forms were scored: first, if abnormalities suspected of prostate
cancer, were seen on calculated b1400 and on b3000 images, together with T2 series and ADC maps.
Second, image quality and diagnostic value were assessed for calculated b1400, calculated b3000 and
acquired b3000 images. Third, if abnormalities suspected of prostate cancer, were seen on calculated
b3000 and on acquired b3000 images. Pathological findings from either biopsy or prostatectomy
served as reference standard.
Results: For reader 1 there was no difference in PPV for calculated b1400 and b3000 (89,5% for all
lesions on both series). Reader 2 achieved a slightly better result for all lesions on the b3000 series
(87,5%) compared to the b1400 series (84,6%). Regarding image quality: the calculated b3000 series
had highest Tumor-Periferal Zone contrast and highest suppression of normal prostate tissue (both
statistically significant). Due to the very small number of patients for the acquired b3000 series, PPV
could not be assessed for acquired b3000 images.
Conclusions: an individual reader can benefit from calculated b3000 images and achieve higher PPV.
Voorwoord
Gedurende de opleiding Master Medical Imaging aan de Inholland University of Applied Sciences is
mijn bestaande interesse in MRI in het algemeen, en diffusie MRI in het bijzonder, verder ontwikkeld.
MRI van de prostaat bevindt zich al enkele jaren volop in de schijnwerpers. Ik ben mijn opdrachtgever
dhr. Erik van den Bergh, PhD, Product Manager MR bij Siemens Nederland N.V. dan ook bijzonder
erkentelijk dat hij mij dit afstudeeronderwerp aangedragen heeft, en bereid is gevonden mij daarin te
begeleiden.
Het praktijkonderzoek is uitgevoerd in het Maasstad Ziekenhuis te Rotterdam. Hierbij dank ik het
ziekenhuis en de afdeling Radiologie in het bijzonder voor de geboden faciliteiten.
Mijn bijzondere dank gaat uit naar de volgende personen van de afdeling Radiologie:
Mw. Ilse Kloot-Post, MRI coördinator, voor de grote hoeveelheid werk die zij verzet heeft in het
aanleveren van de vele MR beelden naar mij en naar de beide beoordelaars, en het fungeren als brug
tussen het Maasstad Ziekenhuis, Siemens Nederland en mij.
Dhr. drs. Hans van der Lelij, radioloog, voor het scoren van de vele MR prostaat onderzoeken en het
fungeren als mijn aanspreekpunt en begeleider in het ziekenhuis.
Dhr. drs. Tjhoen Teng, radioloog, voor het scoren van de vele MR prostaat onderzoeken.
Tot slot wil ik mijn procesbegeleider bij de Masteropleiding Medical Imaging dhr. Thom Roding, Msc,
bedanken voor zijn steun en vlotte hulp.
Marcel Hakkert
September 2015
Inhoud
1. Inleiding ................................................................................................................................................ 6
2. Theoretisch kader ................................................................................................................................. 8
2.1 Principe van diffusie MRI ................................................................................................................ 8
2.1.1 Fysiologie ................................................................................................................................. 8
2.1.2 Technische principes van diffusie MRI .................................................................................... 9
2.1.3 Soorten beelden .................................................................................................................... 11
2.1.4 Principe van gecalculeerde diffusiebeelden met geëxtrapoleerde hoge b waarde.............. 12
2.1.5 ADC modellen ........................................................................................................................ 13
2.1.6 Beeldkwaliteit: Contrast, CNR en SNR ................................................................................... 14
2.2. Relevante anatomie en pathologie van de prostaat ................................................................... 15
2.2.1 Anatomie ............................................................................................................................... 15
2.2.2 Pathologie.............................................................................................................................. 17
2.2.3 PI-RADS systeem.................................................................................................................... 20
2.3 MRI beelden: signaalintensiteit van normaal en afwijkend weefsel. .......................................... 22
2.3.1 T2 beelden ............................................................................................................................. 22
2.3.2 DWI beelden .......................................................................................................................... 23
2.3.3 ADC map ................................................................................................................................ 24
2.4 Huidige inzichten in optimale b waarde bij DWI van de prostaat ................................................ 25
2.4.1 Literatuur review ................................................................................................................... 25
3. Methode ............................................................................................................................................. 29
3.1 Literatuuronderzoek..................................................................................................................... 29
3.2 Praktijkonderzoek......................................................................................................................... 29
3.2.1 Ethische aspecten .................................................................................................................. 29
3.2.2 Huidige situatie prostaat MRI onderzoek Maasstad Ziekenhuis ........................................... 30
3.2.3 Onderzoeksmethode ............................................................................................................. 31
3.2.4 Het scoren van onderzoeken................................................................................................. 40
3.3 Data analyse ................................................................................................................................. 41
4. Resultaten........................................................................................................................................... 44
4.1 Uitkomsten deelvraag 1 ............................................................................................................... 44
4.2 Uitkomsten deelvraag 2 ............................................................................................................... 45
4.3 Uitkomsten deelvraag 3 ............................................................................................................... 46
4.4 Uitkomsten deelvraag 4 ............................................................................................................... 47
5. Discussie ............................................................................................................................................. 51
6. Conclusie ............................................................................................................................................ 55
6.1 Aanbevelingen .............................................................................................................................. 56
Bronnen .................................................................................................................................................. 57
Bijlagen ................................................................................................................................................... 65
Bijlage 1
Overzicht studies computed DWI ................................................................................... 66
Bijlage 2
Goedkeuring wetenschappelijk onderzoek .................................................................... 68
Bijlage 3
Trial lijst met onderzoeksnummers vraag 1, 2 en 3 ....................................................... 73
Bijlage 4
Voorbeeld meting tumorgrootte PZ en tumorgrootte TZ .............................................. 75
Bijlage 5
Overzicht pTNM en cTNMm scores ................................................................................ 76
Bijlage 6
Verantwoording Klinische significantie tumoren ........................................................... 77
Bijlage 7
Scoreformulier vraag 2 ................................................................................................... 79
Bijlage 8
Verantwoording significantie Tumordetectie vraag 1.................................................... 80
Bijlage 9
Verantwoording Kappa waarden Tumordetectie vraag 1 .............................................. 86
Bijlage 10
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400, c3000 en s3000 .................. 91
Bijlage 11
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400 en c3000 .............................. 93
Bijlage 12
Uitkomst analyse scans testsessie .................................................................................. 95
Bijlage 13
Verantwoording PPV en sensitiviteit met betrekking tot PI-RADS 3 score .................. 105
1. Inleiding
Prostaatcarcinoom is een veel voorkomende aandoening. Het is de meest voorkomende vorm van
kanker bij mannen. De incidentie in 2011 bedroeg in Nederland 11.428 gevallen; de prevalentie
bedroeg op 1 januari 2011 66.000 (1). Verdenking op prostaatcarcinoom rijst bij gestegen PSA
waarde, het Prostaat Specifiek Antigeen. Een verhoogd PSA is echter niet specifiek voor
prostaatcarcinoom; ook bij andere afwijkingen als prostatitis en benigne prostaat hypertrofie (BPH) is
het PSA verhoogd. Niet alle vormen van prostaatkanker behoeven een agressieve behandeling (2).
Om een behandeling strategie uit te zetten is een weefseltypering benodigd. Deze wordt verkregen
middels transrectale biopsie. Een gebruikelijke wijze van biopsie uitvoeren is het ‘blind’ c.q. random
nemen van tot wel 12 samples uit de prostaat, in de hoop dat de verwachte afwijking ‘getroffen’
wordt in een van de biopten. Om de betrouwbaarheid van de biopsieën te vergroten en het ongemak
voor de patiënt te verkleinen, is het van belang de laesie in de prostaat nauwkeurig af te beelden. Er
kan dan een gerichte biopsie gedaan worden. Het is de afgelopen jaren gebleken dat diffusie MRI
(DWI, Diffusion Weighted Imaging) van grote toegevoegde waarde is in het MRI onderzoek van de
prostaat (2)(3).
Met betrekking tot MRI beelden worden van oudsher drie contrasten onderscheiden: T1 gewogen, T2
gewogen en Proton density (PD). Deze contrasten komen tot stand op basis van het gegeven dat
verschillende weefsels c.q. organen, gezond of aangetast, verschillende T1-, T2- en PD waarden
hebben (4). T1 staat voor longitudinale relaxatie van de magnetisatie (herstel van Mz). T2 staat voor
transversale relaxatie van de magnetisatie (verval van Mxy). PD staat voor de lokale dichtheid van
protonen in een volume. De mate van T1 weging, T2 weging of Proton density weging (het contrast)
wordt bepaald door een aantal parameters: de echotijd TE, repetitietijd TR en pulshoek α (4). Naast
deze basis contrasten wordt steeds meer gebruik gemaakt van een aanvullend contrast: de
zogenaamde diffusie gewogen beelden. Weefsels waarin sprake is van een gestoorde diffusie kunnen
met een hoge signaalsterkte afgebeeld worden. Een belangrijke parameter bij de acquisitie van
diffusie beelden is de zogenaamde b waarde, met de eenheid s/mm2. De b waarde bepaalt de mate
van diffusie weging in het beeld (4). Er wordt veel onderzoek gedaan naar wat een optimale b waarde
bij DWI van de prostaat is. Er zijn aanwijzingen dat de sensitiviteit voor het aantonen van een
prostaatcarcinoom toeneemt bij hoge b waarden (5). Een b waarde 1000 of 1400 wordt als hoog
beschouwd en veel toegepast. Een b waarde 2000 waarbij een zeer sterke diffusie weging optreedt,
moet gezien worden als zeer hoog. Lang niet alle scanners zijn in staat sequenties met dermate hoge
b waarden te produceren. Afgezien daarvan neemt de signaal ruis verhouding van de beelden af bij
toenemende b waarde en treden veelvuldig artefacten op (6)(7).
Sinds enkele jaren is een techniek beschikbaar waarmee het mogelijk is diffusie beelden met zeer
hoge b waarden te extrapoleren uit gegevens van diffusie beelden met lagere b waarden. De beelden
met lage b waarden worden gescand; hier wordt een zogenaamde ADC map uit berekend, waar
vervolgens de beelden met hoge b waarde uit berekend worden1. Dit heeft het voordeel dat voor de
beelden met hoge b waarde geen additionele scantijd geldt en dat artefacten, die voortkomen uit het
scannen met hoge b waarden vermeden worden (8).
Er bestaan veel publicaties waarin de diagnostische waarde van b1000 beelden met b2000 beelden
vergeleken wordt (5)(9)(10). In het Maasstad Ziekenhuis te Rotterdam wordt gewerkt met een
Siemens Skyra 3T scanner, waar een optie geïnstalleerd is waarmee het mogelijk is beelden met de
ultrahoge b waarde 3000 te calculeren. Voor de installatie van deze optie, werd met gecalculeerde
1
ADC staat voor Apparent Diffusion Coefficient; dit is een maat voor de diffusie snelheid in een bepaalde stof of
bepaald weefsel.
6
b1400 beelden gewerkt. Het doel van deze studie is het onderzoeken van de diagnostische waarde
van gecalculeerde b3000 beelden.
In deze studie worden gecalculeerde b1400 diffusie beelden vergeleken met gecalculeerde- en
gescande b3000 diffusie beelden.2 De vraag hierbij is of DWI beelden met de ultrahoge b waarde
3000 klinische meerwaarde hebben, en wat de betrouwbaarheid is van deze beelden.
De volgende hoofdvraag wordt gesteld:
Wat is de klinische meerwaarde van toepassing van computed DWI beelden met een b waarde 3000?
De volgende deelvragen worden gesteld:
1. Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: b1400 of b3000 beelden?
2. Welke DWI beelden hebben de hoogste diagnostische waarde: computed b1400, computed
b3000 of measured b3000 beelden?
3. Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: computed b3000 of
measured b3000 beelden?
4. Wat is de betrouwbaarheid van computed b3000 beelden?
2
Gecalculeerd beeld = calculated image = computed image = extrapolated image
Gescand beeld = measured image = direct image = acquired image
7
2. Theoretisch kader
In dit deel worden achtereenvolgens de volgende theoretische aspecten met betrekking tot diffusie
MRI van de prostaat besproken: het algemene principe van diffusie MRI, relevante anatomie en
pathologie van de prostaat, het PI-RADS3 systeem waarmee voor maligniteit verdachte afwijkingen in
de prostaat beschreven worden, de signaalintensiteiten op diffusiebeelden van de prostaat, de
huidige inzichten in optimale b waarde en tot slot de huidige situatie van het prostaat MRI onderzoek
in het Maasstad Ziekenhuis.
2.1 Principe van diffusie MRI.
Hieronder worden de fysiologische en technische principes van diffusie MRI besproken. Aanvullend
wordt aandacht besteed aan de totstandkoming van gecalculeerde diffusie beelden en het model
waarmee ADC maps berekend worden. Vervolgens wordt ingegaan op beeldkwaliteit: contrast, CNR
(Contrast Noise Ratio) en SNR (Signal to Noise Ratio).
De term DWI staat voor Diffusion Weighted Imaging. Ieder MR beeld heeft een zekere ‘weging’; het
contrast in het beeld wordt door meerdere aspecten bepaald. Bij DWI wordt het contrast voor een
groot deel verklaard door de lokaal verschillende diffusie.
2.1.1 Fysiologie
Op moleculair niveau vertonen watermoleculen een constante willekeurige beweging. Deze
willekeurige beweging wordt Brownse beweging genoemd. De beweging resulteert in verspreiding
van moleculen in de omgeving en wordt diffusie genoemd. Er zijn meerdere factoren die de
diffusiesnelheid beïnvloeden: temperatuur, grootte van het beschouwde deeltje en de omgeving
waarin het zich bevindt. Hoe ‘leger’ de omgeving is, hoe gemakkelijker de diffusie verloopt: deeltjes
diffunderen in een gas gemakkelijker dan in een vloeistof. In puur water verloopt diffusie sneller dan
in een waterige omgeving met veel moleculen. De constante wordt de diffusiecoëfficiënt D genoemd
(6)(11), met eenheid m2/s. Deze eenheid is met behulp van een algebraïsche benadering van het
concept ‘flux’ als volgt te verklaren (12):
Flux is de netto beweging van deeltjes over een gespecificeerd gebied in een gespecificeerde
tijdsperiode. Deze beweging verloopt langs een zogenaamde concentratie gradient: langs deze
gradient is er een verschil in concentratie van deeltjes. Hoe steiler de gradient is, des te groter is het
concentratieverschil tussen twee gebieden. In dat geval is sprake van snelle diffusie; een sterke flux.
De gradient geeft een verschil in concentratie C over een bepaalde afstand x.
∆𝐶
Gradient = ∆𝑥
De eenheid voor gradient = deeltjes / lengte4. De vierde macht is als volgt te verklaren: langs de
concentratie gradient is er een verandering in aantal deeltjes per volume, over een zekere afstand.
Dit is bijvoorbeeld deeltjes per mm3 per mm1 , ofwel deeltjes per mm4. De eerste wet van Fick (12)
geeft aan dat flux direct proportioneel is aan de steilheid van de gradient:
Flux = −𝐷
∆𝐶
∆𝑥
De diffusie coëfficient wordt negatief genoteerd daar de coëfficiënt een aflopende helling heeft. Om
tot de eenheid van D te komen, moeten de eenheden van flux en van de gradient ingevuld worden:
Flux densiteit is het aantal deeltjes per tijdseenheid gedeeld door een oppervlak:
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠/𝑡𝑖𝑗𝑑
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2
Dit kan herschreven worden tot
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑡𝑖𝑗𝑑∗ 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2
Gradient is de verandering in het aantal deeltjes per volume over een zekere afstand:
3
Prostate Imaging and Reporting and Data System
8
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠/𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 3
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒
Dit kan herschreven worden tot
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 ∗ 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 3
Dit staat gelijk aan
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 4
∆𝐶
De eenheden voor flux densiteit en gradient kunnen ingevuld worden in de formule Flux = −𝐷 ∆𝑥 :
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑡𝑖𝑗𝑑∗𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2
=?*
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 4
1
𝑡𝑖𝑗𝑑
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2
: 𝑡𝑖𝑗𝑑
Dit kan herschreven worden tot
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑡𝑖𝑗𝑑
=?*
𝑑𝑒𝑒𝑙𝑡𝑗𝑒𝑠
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2
1
Dit staat gelijk aan
= ? * 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 2 Beide zijden vermenigvuldigen met lengte2 geeft de volgende
eenheid voor D
. De gebruikelijke eenheid voor D binnen diffusie MRI is mm2/s.
De in de theorie beschreven pure vrije diffusie in water, komt niet overeen met de werkelijkheid in
weefsels (13). Vrije, ware diffusie op basis van Brownse beweging wordt ook wel ‘Gaussian diffusion’
genoemd, omdat hierbij de moleculaire verplaatsing driedimensionaal gezien een Gaussische
normaalverdeling vertoont (14). Naast deze ware Gaussische diffusie op basis van Brownse beweging,
moet bij diffusie MRI ook nog rekening gehouden worden met verstorende processen: de perfusie
door capillairen in weefsels en grove beweging van weefsels (‘bulk motion’) (15)(16). Naast de
diffusiecoëfficiënt D bestaat dan ook de Apparent Diffusion Coëfficiënt ADC; de ‘schijnbare’ diffusie.
Deze coëfficiënt wordt standaard toegepast in DWI.
De diffusiecoëfficiënt van watermoleculen in puur water bedraagt bij lichaamstemperatuur 3 x 10-3
mm2/s. Hier is sprake van een ‘vrije’, ongestoorde diffusie (17). Wanneer watermoleculen niet vrij
kunnen diffunderen is er sprake van een beperkte diffusie, ‘restricted diffusion’. In de klinische
situatie moet onderscheid gemaakt worden tussen intracellulair- en extracellulair water. Intracellulair
is er een beperkte diffusie: de diffusie van intracellulaire deeltjes wordt beperkt door de eigen
celwand. Extracellulair kan er zowel sprake van een vrije- als van een beperkte diffusie zijn.
Extracellulair wordt diffusie beperkt door de cellulaire matrix: hoe voller deze matrix is, hoe kleiner de
vrije extracellulaire ruimte. Bij maligne tumoren is er sprake van een sterk verhoogde cellulariteit en
daarmee een diffusie beperking. Intracellulair wordt diffusie beperkt door de celgrootte en
celmembraan: hoe kleiner de cel, hoe eerder de membraan bereikt wordt, en hoe minder permeabel
de membraan is, des te meer restrictie er is. Bij DWI wordt feitelijk alleen naar de extracellulaire
ruimte gekeken (13)(15).
Naast het onderscheid in vrije- en beperkte diffusie geldt nog het onderscheid in isotrope- en
anisotrope diffusie. Bij een vrije diffusie in alle richtingen is sprake van isotrope diffusie. Wanneer
diffusie in een bepaalde richting gemakkelijker c.q. sneller verloopt dan in een andere, is er sprake
van anisotrope diffusie. Een bekend voorbeeld van anisotrope diffusie is de diffusie langs axonale
bundels in de witte stof van de hersenen. Diffusie in de as van deze bundels verloopt veel sneller dan
loodrecht er op (4)(18).
2.1.2 Technische principes van diffusie MRI
Diffusiebeelden kunnen met behulp van verschillende sequenties tot stand komen. Een sequentie is
een serie RF (radiofrequente) pulsen en gradientschakelingen en het ontvangen van het signaal. Een
DWI sequentie bestaat uit een basissequentie van pulsen en gradientschakelingen, waaraan
specifieke diffusie gradientschakelingen zijn toegevoegd (16). De basissequentie kan een Spin Echo
(SE) sequentie zijn of een Gradient Echo (GRE) sequentie. Eerstgenoemde wordt vaker gebruikt
vanwege het voordeel van de 180° refaseringspuls, welke het signaal verhoogt en
susceptibiliteitsartefacten beperkt (17). SE-EPI is de meest toegepaste diffusie sequentie (14)(16).
Hierbij wordt alle data verzameld binnen één TR (repetitietijd). De diffusie gradient wordt twee maal
geschakeld. Bij een SE sequentie is dit eenmaal vóór - en eenmaal na de 180° puls. Zie afbeelding 2.1.
9
Afbeelding 2.1 Schematische weergave van een Stejskal-Tanner sequentie. Bron (11).
Een sequentie waarin diffusiegradienten geschakeld worden, wordt een Stejskal-Tanner sequentie
genoemd (19). De sterkte van de gradient en de tijd tussen de twee gradientschakelingen in bepaalt
de hoogte van het diffusiesignaal. Hoe sterker de lokale diffusie, des te lager is het signaal op een
diffusiebeeld. Wanneer waterstofkernen zich langs een gradient verplaatsen, ondergaan zij een faseverschuiving. Hoe groter de verplaatsing, des te groter is het faseverschil en daarmee het verlies van
signaal (16). Faseverschuiving wordt langs de gradient gemeten. In die as wordt dan ook de diffusie
gemeten. Om diffusie in alle drie assen te kunnen meten, moeten de diffusiegradienten drie maal
geschakeld worden: in de Z-as, X-as en Y-as. Dit gebeurt in een DWI sequentie na elkaar.
De mate van diffusie weging wordt uitgedrukt in de zogenaamde b-waarde. Wanneer geen diffusiegradient wordt geschakeld (amplitude nul) bedraagt de b waarde nul. Dit geeft feitelijk een T2
gewogen beeld: in een diffusie sequentie moet namelijk een lange TE toegepast worden, om
voldoende schakeltijd voor de diffusiegradienten mogelijk te maken.
De b waarde wordt in de volgende formule uitgedrukt:
b = ϒ2 . δ2 . G2 . TD
TD = (Δ - δ/3)
[s/mm2]
[s]
waarin ϒ = de gyromagnetische verhouding (voor waterstof 42,57 MHz/T)
δ = de tijdsduur van de gradient
G = de amplitude van de gradient
TD = diffusietijd
Δ = de tijd tussen het begin van de eerste en het begin van de tweede gradientschakeling.
Δ en δ bepalen de diffusietijd TD. Hoe langer de diffusietijd, des te groter is het signaalverlies ten
gevolge van die diffusie. Dit wordt uitgedrukt in de volgende formule (4)(11)(15):
Sb / S0 = e- ϒ2 . δ2 . G2 . (Δ - δ/3) . D
waarin Sb = het gemeten signaal in een pixel, met ingeschakelde diffusie gradienten
S0 = het oorspronkelijke signaal in een pixel, zonder diffusie gradienten (6)(20).
Dit kan herschreven worden tot de volgende formule:
𝑆𝑏
⁄𝑆 = 𝑒 −𝑏𝐷
0
De signaalintensiteit bij een bepaalde b waarde wordt daarmee
𝑆𝑏 = 𝑆0 . 𝑒 −𝑏𝐷
10
De eenheid van D is mm2/s, de eenheid van b is de inverse: s/mm2. Daarmee is 𝑒 −𝑏𝐷 dimensie loos
(21).
Het verhogen van de b waarde vergroot de mate van diffusieweging. Uit bovenstaande formule blijkt
dat dit neerkomt op een afname van het signaal. Uit de formule voor b waarde (b = ϒ2 . δ2 . G2 . TD)
blijkt dat het verhogen van de amplitude of het verlengen van de duur van de gradient de meest
effectieve methode is om de mate van diffusieweging te vergroten; dit gezien de kwadratische
afhankelijkheid (22). Wanneer de b waarde wordt aangepast, is dit over het algemeen de amplitude G
van de gradient en niet de tijdsduur δ ervan of de tijd Δ tussen de gradientschakelingen in (20).
Over het algemeen worden in een diffusie sequentie twee b waarden toegepast; hieruit wordt de
Apparent Diffusion Coefficient (ADC) berekend. De ADC is een maat voor de diffusiesnelheid. Uit de
berekende ADC waarden wordt een zogenaamde ADC map opgebouwd (4).
ADC wordt uitgedrukt in de volgende formule (19)(20):
𝐴𝐷𝐶 =
𝑆
ln ( 0 )
𝑆1
[mm2/s]
(b1− b0)
2.1.3 Soorten beelden
Er bestaan diverse soorten DWI beelden. De twee meest gebruikte diffusie MR beelden zijn het
diffusie gewogen beeld en de ADC map (4). Naast de standaard diffusie- en ADC beelden bestaan nog
diverse andere beelden, welke niet allen relevant zijn voor deze studie. Hieronder worden een aantal
diffusie gerelateerde beelden en algemene signaalintensiteiten kort besproken. De voor prostaat
weefsel specifieke signaalintensiteiten worden later besproken.
Diffusie gewogen beeld, DWI. Dit is het ‘basisbeeld’; het komt tot stand door in één of meerdere
richtingen een diffusiegradient te schakelen. De mate van diffusieweging wordt bepaald door de
gekozen b waarde. Diffusiebeperking uit zich in een hoog signaal. Daarnaast veroorzaakt het T2 effect
echter ook een hoog signaal.
- b0 beeld. Dit is een DWI beeld, waarbij de b waarde nul bedraagt. Dit betekent dat de
diffusiegradienten uitgeschakeld staan, en een T2 gewogen beeld ontstaat.
- b1400 beeld. Dit is een DWI beeld, waarbij de b waarde 1400 bedraagt. Dit betekent dat
krachtige diffusiegradienten geschakeld worden en een zeer sterk diffusie gewogen beeld
ontstaat.
- Directioneel beeld λ. Dit is een diffusiebeeld waarin alleen diffusie in één gradientrichting te zien
is. λ staat hier voor de specifieke gradientrichting (λ1 en λ2 en λ3).
- Geometric mean. Dit is het iso gewogen of trace diffusie beeld (23). Het beeld is gereconstrueerd
uit de drie directionele beelden. Hierdoor is diffusie in de drie gradientrichtingen zichtbaar.
ADC map. Dit is een ‘calculated image’ opgebouwd uit Apparent Diffusion Coefficients. Een ADC map
wordt gereconstrueerd uit twee of meer diffusiebeelden met verschillende b waarden.
Diffusiebeperking uit zich in een laag signaal. Een ADC map wordt gebruikt om het ‘T2 shine through’
te elimineren (22): op een DWI beeld met hoge b waarde geven zowel diffusiebeperking als het T2
effect een hoog signaal. Op een ADC map zijn deze te onderscheiden: diffusiebeperking geeft dan
een laag signaal en het T2 effect geeft een persisterend hoog signaal.
- Trace image. Synoniem voor Mean ADC. Dit is het ADC beeld opgebouwd uit de drie directionele
ADC beelden (23)(22):
𝐴𝐷𝐶𝑚𝑒𝑎𝑛 =
𝐴𝐷𝐶𝑧𝑧 +𝐴𝐷𝐶𝑦𝑦 +𝐴𝐷𝐶𝑥𝑥
3
11
Het is belangrijk om steeds te beseffen naar welk beeld gekeken wordt: diffusiebeeld of ADC map. In
het eerste geval geeft diffusiebeperking een hoog signaal, in het tweede geval een laag signaal. Om
deze verwarrende situatie te vermijden, is toepassing van een derde type beeld mogelijk, de AC map.
Gebruik hiervan wordt echter weinig toegepast.
AC map. Synoniem voor Exponentiële map (ook wel onterecht Exponentiele ADC genoemd) (23). Dit is
een calculated image, wat een omgekeerd contrast geeft in vergelijking met een ADC map. Het is een
alternatief voor de ADC map, waarbij het beeldcontrast van een DW image ontstaat, echter zonder T2
shine through (22). Diffusiebeperking uit zich dus wederom in een hoog signaal. Het beeld wordt
berekend door het signaal uit het diffusie gewogen beeld te delen door het signaal uit het b0 beeld.
AC staat voor attenuation coefficient.
2.1.4 Principe van gecalculeerde diffusiebeelden met geëxtrapoleerde hoge b waarde
Het principe van gecalculeerde diffusiebeelden (computed DWI) is voor het eerst in 2009 beschreven
door Blackledge et al. (24). In dit werk werden voorlopige resultaten getoond van hoge b waarde
beelden, die middels een monoexponentieel model4 uit de ADC waarden van scans met lagere b
waarden gecalculeerd waren. Een definitieve publicatie volgde in 2011 (8). Wanneer de ADC waarde
in een voxel bekend is uit een gescand beeld, kan de verwachte signaal intensiteit voor dat voxel voor
iedere gewenste b waarde geëxtrapoleerd worden door invulling in de formule voor het
diffusiesignaal:
𝑆(𝑏𝑐 ) = 𝑆(0). 𝑒 𝑏𝑐 .𝐴𝐷𝐶
Hierbij geldt:
S(bc) = de signaalintensiteit bij een bepaalde gecalculeerde b waarde.
S(0) = de signaalintensiteit bij een b waarde 0.
Zie afbeelding 2.2 voor een weergave van het extrapolatie principe in een monoexponentieel model.
Het moet benadrukt worden dat een computed DWI beeld met een bepaalde b waarde niet de
informatie kan geven, die equivalent is aan die uit een measured DWI beeld met een zelfde b waarde
(25). Wanneer bij measured DWI de b waarde verhoogd wordt, neemt de gevoeligheid voor beweging
toe waardoor kleinere minimale afstanden, die watermoleculen afleggen, gemeten kunnen worden
(11). Computed DWI genereert een beeld, gebaseerd op ADC waarden uit lagere b waarden. De
gescande beelden met hoge b waarden worden bij computed DWI niet vervaardigd. Daarmee is er
geen sprake van een toegenomen gevoeligheid voor het kunnen signaleren van diffusie over kleinere
afstanden. Computed DWI moet gezien worden als een methode om de contrast ruis verhouding
(CNR) te verhogen (25). Dit in tegenstelling tot measured DWI waar de invloed van ruis in de gescande
beelden met hoge b waarden toeneemt en de CNR daalt.
4
Zie toelichting verderop onder ADC modellen
12
Afbeelding 2.2 In dit voorbeeld is een computed DWI beeld gevormd uit gemeten diffusie coëfficiënten in een
gescand b0 en b1000 beeld. Bron (9).
In een recente studie van Ueno et al. (26) is onderzocht wat de invloed is van combinaties van b
waarden bij computed DWI op de detectie van prostaatcarcinoom. Het uitgangspunt in die studie is
de calculatie van b2000 beelden. Een combinatie van lage waarden als b0 en b500 wordt als niet
geschikt beschouwd. De optimale combinaties waren b100 met b500 en b0 met b1000.
In deze studie wordt gekeken naar computed DWI beelden met een b waarde 3000. Wanneer de b
waarde nog verder verhoogd zou worden, neemt weliswaar het contrast tussen afwijkend en normaal
prostaatweefsel verder toe, maar krijgt het vetweefsel rondom de prostaat relatief een steeds hoger
signaal. Dit wordt veroorzaakt doordat de ADC van vet zeer laag is; lager dan van sommige laesies
(25). Het zeer hoge signaal in vet kan een bruikbare window/level instelling van het beeld
bemoeilijken.
2.1.5 ADC modellen
De ADC (Apparent Diffusion Coefficient) is een maat voor de diffusiesnelheid. Een ADC map wordt
pixel voor pixel opgebouwd uit ten minste twee diffusie trace beelden met verschillende b waarden
(4). De keuze van de b waarden heeft invloed op de bepaling van de ADC map. Om de invloed van ruis
te beperken, wordt ADC bepaling uit meer dan twee b waarden aanbevolen (27). Daarnaast wordt
gesteld dat de nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de ADC bepaling toeneemt met het aantal b
waarden (28). Er zijn studies waarin een ‘two-point b value analysis’ echter als voldoende gezien
wordt (29). Een belangrijk argument om alleen het minimale aantal van twee b waarden voor ADC
bepaling te gebruiken, is de toename van de scantijd met iedere b waarde. Een ander argument om
het aantal b waarden te beperken, is het daarmee samenhangende toegenomen risico op
bewegingsartefacten in de ADC map (30).
Behalve dat het aantal b waarden kan verschillen bij de vorming van een ADC map, bestaan er ook
verschillende modellen waarop de vorming van een ADC map gebaseerd is. De volgende modellen
worden onderscheiden: monoexponentieel, biexponentieel (gebaseerd op het IVIM model, Intra
Voxel Incoherent Motion), kurtosis en de minder bekende stretched exponentional models
(13)(27)(31)(32). Hoe geavanceerder het model hoe meer rekenkracht voor de vorming van de
beelden vereist is. Over het algemeen wordt het monoexponentiele model toegepast (7)(33). Quentin
et al. stellen dat een meer complex model wellicht het best past bij een ADC map uit multipele b
waarden, maar dat een monoexponentieel model bij b waarden van 0 tot 800 voldoet bij de
diagnostiek van prostaat ca (32). In meerdere studies komt echter een voorzichtige aanbeveling voor
het biexponentiele model naar voren (9)(27), of wordt meer algemeen gesteld dat het monoexponentiele model mogelijk niet voldoende adequaat is voor een nauwkeurige bepaling van de
13
diffusie (34). De gedachte in deze modellen is dat diffusie en perfusie onderscheiden moeten worden.
Perfusie veroorzaakt een snel eerste verval van het diffusiesignaal (zie afbeelding 2.3). Bij hoge b
waarden is er een minder snel verval van de diffusie coëfficiënt. Dit wordt veroorzaakt door de
invloed van intracellulaire diffusie restrictie en de toenemende invloed van ruis (6)(13). Om de
invloed van perfusie effecten te beperken en daarmee meer getrouw de ware diffusie te meten,
wordt aanbevolen als laagste b waarde niet 0 te gebruiken, maar bijvoorbeeld 50 of 100
(6)(11)(25)(32). Kurtosis wordt aanbevolen bij de toepassing van zeer hoge b waarden, maar is niet
benodigd bij lagere b waarden tot aan 800 (35). In een recente studie van Grant et al. (36) wordt
diffusional kurtosis imaging (DK) echter geheel afgeraden. Calculated DWI op basis van het IVIM
model wordt als geschikt alternatief voor measured DWI gezien.
In deze studie worden b1400 en b3000 gecalculeerde beelden vergeleken. De ADC maps zijn
berekend uit diffusie trace beelden met de drie b waarden 100, 400 en 800, op basis van een monoexponentieel model.
Afbeelding 2.3 Plot van de signaalintensiteit en b waarde bij toepassing van verschillende modellen.
Rood: monoexponentieel. Blauw: biexponentieel. Grijs: kurtosis. Het biexponentiele model geeft bij zeer lage en
zeer hoge b waarden een hoger signaal dan het monoexponentiele model. Bron (32).
2.1.6 Beeldkwaliteit: Contrast, CNR en SNR
In meerdere publicaties wordt vermeld dat afwijkingen bij hoge b waarden op diffusie beelden en
ADC maps duidelijker te zien zijn ten opzichte van de omgeving (met een hoger contrast C). De
termen CNR en SNR worden door elkaar gebruikt in meerdere bronnen (25)(31)(35). SNR staat voor
Signal to Noise Ratio (signaal ruis verhouding), CNR staat voor Contrast to Noise ratio (contrast ruis
verhouding). De SNR is de ratio van het signaal in een voxel (of ROI) en de ruis, gemeten in het Field of
View (FOV) maar buiten het object. De CNR is de ratio van de SNR in voxel A en SNR in voxel B.
Wanneer het signaal S in twee voxels A en B wordt vergeleken, geldt het volgende (37):
𝑆 −𝑆
C = 𝑆𝐴 +𝑆𝐵
𝐴
SNR =
𝐵
𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑙
𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒
𝑆𝑁𝑅
CNR = 𝑆𝑁𝑅𝐴 =
𝐵
𝑆𝐴 −𝑆𝐵
𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒
14
Zowel CNR als SNR lijken van toepassing op de meerwaarde van computed DWI met hoge b waarde.
De CNR is relevant bij het beschrijven van het contrast tussen een voor prostaatca verdachte
afwijking in de perifere zone en het normale perifere zone weefsel. De CNR neemt toe bij hogere b
waarden. De SNR is relevant bij het beschrijven van de algemene beeldkwaliteit van een
diffusiebeeld. Deze neemt met name bij gescande DWI beelden met zeer hoge b waarden sterk af.
Blackledge et al. beschrijven in een publicatie uit 2010 de invloed van ruis op de SNR van DWI beelden
met hoge b waarde (31). In deze studie is de standaard deviatie van ruis bij computed DWI en bij
measured DWI over een range van b waarden bepaald. De uitkomst hiervan is dat het ruisniveau bij
measured DWI over de gemeten range constant blijft, en dat het ruisniveau bij computed DWI vanaf
de b waarde 700 kleiner is dan bij measured DWI.
De discussie over de begrippen contrast, CNR en SNR wordt in deze studie vermeden. Alleen het
contrast C tussen de signaalintensiteit S in de tumor en in de perifere zone (PZ) wordt bepaald:
C=
𝑆𝑃𝑍 − 𝑆𝑡𝑢𝑚𝑜𝑟
𝑆𝑃𝑍 + 𝑆𝑡𝑢𝑚𝑜𝑟
Het contrast C wordt ook wel aangeduid met CR, Contrast Ratio (33)(38).
2.2. Relevante anatomie en pathologie van de prostaat
De prostaat is in verschillende anatomische zones in te delen, welke op MRI beelden over het
algemeen duidelijk afgrensbaar zijn en een specifieke signaalintensiteit tonen op de verschillende
sequenties. De relevante anatomie en pathologie wordt hieronder besproken. Vervolgens wordt het
PI-RADS systeem (Prostate Imaging and Reporting and Data System) besproken, een scoringssysteem
voor prostaat tumoren.
2.2.1 Anatomie
De prostaat is verdeeld in vier zones; de perifere zone (PZ), de transitie zone (TZ), de centrale zone
(CZ) en het anterior fibromusculair stroma (AFMS). De prostaat is verder in te delen naar apex,
midprostaat en basis en anterior -, posterior - en inferolaterale oppervlak (39). De apex beslaat het
onderste 1/3 deel van de prostaat, de midprostaat het middelste 1/3 deel en de basis het bovenste
1/3 deel (39). De apex rust op het urogenitaal diafragma en wordt aan de laterale zijden begrensd
door de musculus levator ani. De posterieure zijde wordt van het rectum gescheiden door
Denonvillier’s fascie (39)(40). Aan de posterolaterale zijde verlopen kleine arterien, venen, lymfevaten
en neurale takken. Dit fijnmazige net wordt neurovasculaire bundel genoemd (NVB). Deze bundel is
van essentieel belang voor de erectiele functie (39)(41).
Er wordt vaak gesproken over het ‘kapsel van de prostaat’, hoewel dit histologisch gezien niet een
zuiver kapsel is. Radiologisch gezien wordt de prostaat op T2 beelden duidelijk begrensd door een
donkere rand, welke van belang is bij het inschatten van eventuele ‘extraprostatic extension’ (EPE)
van een prostaatcarcinoom. Deze rand wordt gevormd door fibromusculair weefsel (42). Het is
incompleet aan de anterieure en apicale zijde. Daarnaast bestaat een ‘pseudokapsel’, wat gevormd
wordt door gecomprimeerd prostaatweefsel. Dit kapsel is histologisch gezien niet aanwezig. Het
‘kapsel’ maakt onderscheid tussen transitie zone en perifere zone op een T2W beeld goed mogelijk
(41).
De perifere zone is de grootste zone en beslaat ongeveer 70% van het klierweefsel. Aan de posterior
zijde loopt de perifere zone van basis tot apex. Het is een concave structuur, welke caudaal (inferior)
van de urethra hoek de volledige klier inneemt. Zie afbeelding 2.4. Een tumor in de apex is zodoende
in de perifere zone gelegen (40).
De transitie zone bestaat uit twee kleine lobben en neemt 5-10% van het klierweefsel in. Deze zone
ligt rondom de proximale urethra, net craniaal van het verumontanum. Het verumontanum is een
verhoogde rand aan de dorsale zijde van de urethra, waar de ducti ejaculatoria inmonden (41).
15
De centrale zone is een conische structuur, gelegen tussen de perifere- en transitie zone en verloopt
van de basis tot aan het verumontanum. Zie afbeelding 2.4. De centrale zone neemt ongeveer 25%
van het prostaatklierweefsel in beslag. De basis van de prostaat wordt vrijwel geheel gevormd door
deze zone.
Afbeelding 2.4 Rechts lateraal aanzicht van de prostaat. Onderscheiden worden: geel PZ perifere zone, groen CZ
centrale zone, blauw TZ transitie zone, oranje AFMS anterior fibromusculair stroma, ED ductus ejaculatorius, PU
proximale urethra, DU distale urethra. Bron (40).
De combinatie van transitie zone en centrale zone wordt geregeld omschreven als ‘central gland’
(42)(43); dit wordt echter afgeraden in het onlangs verschenen PI-RADS v2 document, met als
argument dat dit niet overeenkomt met de anatomie zoals deze gevisualiseerd wordt en beschreven
wordt door de patholoog (41).
Het anterior fibromusculair stroma (AFMS) vormt de convexiteit aan de voorzijde van de prostaat. Het
AFMS bevat geen glandulair weefsel, maar zoals de naam aangeeft fibreus en musculair weefsel.
Craniaal van de basis van de prostaat, tussen blaas en rectum liggen de vesiculae seminales. Dit zijn
met vocht gevulde blaasjes, variërend in grootte. De vesiculae monden uit in twee ducti ejaculatori,
welke ter hoogte van het verumontanum inmonden in de urethra (39).
Afbeelding 2.5 Transversale doorsneden van de prostaat, van apex (caudaal) tot basis (craniaal);
overeenkomend met level 1 tot level 5 uit afbeelding 2.4.
16
Onderscheiden worden: geel PZ perifere zone, groen CZ centrale zone, blauw TZ transitie zone, oranje AFMS
anterior fibromusculair stroma, V verumontanum, ED ducti ejaculatori, U urethra, C crista urethralis. Bron (40).
2.2.2 Pathologie
Een belangrijke marker voor prostaat pathologie is het prostaat specifiek antigeen (PSA). Een
verhoogde PSA waarde is een aanduiding voor pathologie van de prostaat; het is echter aspecifiek (2).
Een verhoogd PSA kan op meerdere aandoeningen wijzen zoals prostaatcarcinoom, prostatitis en
benigne prostaathypertrofie (BPH). Met betrekking tot PSA geldt in het Maasstad Ziekenhuis het
volgende: een waarde tussen 0 en 2,5 ng/mL wordt als normaal beschouwd.
Prostatitis is een vrij veel voorkomende aandoening, echter geregeld ‘subklinisch’ verlopend (41).
Prostatitis kan acuut en chronisch voorkomen. Na een prostatitis kan atrofie en littekenvorming
optreden. Dit alles kan op MRI beelden aanleiding geven tot een vals positieve diagnose van
prostaatcarcinoom (43).
Benigne prostaat hypertrofie is eveneens een veel voorkomende aandoening. Hierbij treedt
vergroting van de transitie zone op. Er worden twee typen hyperplasie onderscheiden: glandulaire
hyperplasie en stromale hyperplasie. In het eerste geval is er vooral een hyperplasie van ductale en
acinaire elementen; in het tweede geval vooral van musculaire en fibreuze elementen (39). Vaak
treedt dit gemengd op. Ook al is dit een benigne aandoening, de klinisch consequentie kan vanwege
de belemmerende werking op urine uitscheiding groot zijn. Radiologisch gezien kan het differentiëren
tussen prostaatcarcinoom en stromale hypertrofie moeilijk zijn (43).
Prostaatcarcinoom komt in alle zones in de prostaat voor, echter voornamelijk in de perifere zone. 5%
van de adenocarcinomen vindt zijn oorsprong in de centrale zone, 25% in de transitiezone en 70% in
de perifere zone. Gezien het gegeven dat het volume van een normale transitie zone slechts 5% van
de prostaat beslaat, is een voorkomen van 25% een relatief hoge waarde (39). Vaak is er echter geen
sprake meer van een normale transitie zone, en bevindt het carcinoom zich in een transitie zone die
tevens is aangedaan door BPH.
Een prostaatcarcinoom treedt in 70-80% van de gevallen multifocaal op (44)(45). Ondanks
multifocaliteit van een prostaatcarcinoom zijn er duidelijke aanwijzingen dat de zogenaamde ‘index
laesie’ of ‘dominante laesie’ verantwoordelijk is voor tumorprogressie en overlijden aan een prostaatcarcinoom (33)(45). Behandeling moet dan ook primair gericht zijn op deze laesie. Bij de diagnostiek is
het van belang de index laesie te identificeren. Zie verder hieronder bij PI-RADS systeem.
Het prostaatcarcinoom kan op meerdere wijzen onderscheiden worden: met betrekking tot de
Gleason score, met betrekking tot stagering (TNM score5) en met betrekking tot wel of niet klinische
significantie.
Gleason score
Dit is een graderingssysteem van het microscopisch voorkomen van het afwijkende prostaatweefsel,
in 1966 opgesteld door Donald Gleason. Een innovatief aspect aan het systeem is dat de gradering
bepaald wordt door de twee meest voorkomende tumor patronen, in plaats van alleen door de
hoogste c.q. slechtste score. Vanaf 1974 zijn er meerdere modificaties geweest; de meest recente
consensus bijeenkomst dateert van 2005 (46)(47). Er worden vijf ‘patronen’ onderscheiden: Gleason
patroon 1-5. De Gleason ‘score’ wordt bepaald door de som van twee Gleason patronen. Als eerste
wordt het meest voorkomende patroon genoemd, als tweede het minder voorkomende patroon, zie
5
TNM score: stagering op basis van de Tumor en de eventuele aanwezigheid van Noduli (regionale lymfeklier
metastasen) en van Metastasen (haematogeen). Zie bespreking verderop.
17
tabel 2.1 voorbeeld scores a en b. De score wordt door de patholoog opgesteld na een biopsie of na
een radicale prostatectomie. Hierbij worden de volgende regels in acht genomen (46):
- Een Gleason score 1 of 2 wordt tegenwoordig niet meer gesteld. De interobserver variabiliteit
onder pathologen is hier te groot.
- Een score 3 of 4 wordt bij voorkeur niet op basis van een biopsie gesteld. Te vaak blijkt dan later
bij een eventueel volgende prostatectomie sprake te zijn van ‘onder diagnose’ bij het biopt; er is
sprake van een score 5.
- Bij een hooggradige tumor moet een secundair laaggradig patroon genegeerd worden, wanneer
dit minder dan 5% van het tumor gebied beslaat. Zie tabel 2.1 voorbeeld scores c en d.
- Elk secundair hooggradig patroon mag niet genegeerd worden, en moet in de Gleason score
opgenomen worden; hoe laag het percentage ook is. Tabel 2.1 voorbeeld score e.
- Wanneer bij biopsie tevens sprake is van een tertiair patroon, moet het primaire en het hoogste
patroon genoemd worden. Tabel 2.1 voorbeeld score f.
- Wanneer bij radicale prostatectomie sprake is van een tertiair patroon, moet het primaire en het
secundaire patroon genoemd worden, met een aanvullende opmerking over het tertiair patroon.
Tabel 2.1 voorbeeld score g.
- Er is geen consensus over hoe om te gaan met meerdere biopten waarbij in het ene biopt een
volledig hooggradige tumor gevonden wordt, en in andere biopten laaggradige patronen. Dit kan
op verschillende wijzen gerapporteerd worden: de verschillende biopten afzonderlijk beschrijven,
of een overall score maken. In het laatste geval worden de biopten tezamen als één biopt
beschouwd. Tabel 2.1 voorbeeld scores h en i.
Tabel 2.1 Een aantal voorbeelden hoe de percentages van Gleason patronen de Gleason score bepalen. Zie
bovenstaande tekst voor de verklaringen. * RP staat voor radicale prostatectomie.
Voorbeeld
a
b
c
d
e
f
g
h
i
Gleason patroon
Biopsie
RP *
Biopt 1
Biopt 2
Biopt 1
Biopt 2
Primair
70% 4
60% 3
97% 4
94% 4
98% 3
80% 3
80% 3
4
90 % 3
4
75% 4
Secundair
30% 3
40% 4
3% 3
6% 3
2% 4
18% 4
18% 4
4
10% 4
4
25% 3
Gleason score
Tertiair
2% 5
2% 5
4+3=7
3+4=7
4+4=8
4+3=7
3+4=7
3+5=8
3+4=7 met tertiair patroon 5
4+4=8
3+4=7
3+4=7
4+4=8
4+3 =7
4+3=7
Het is van belang dat niet alleen de uiteindelijke score wordt genoemd, maar dat wordt aangegeven
welk primair- en welk secundair patroon aanwezig is (48). Een Gleason score 7 kan voortgekomen zijn
uit de patronen 3+4 of uit 4+3. In een studie van Stark et al. uit 2009 is aangetoond dat 4+3
carcinomen een drievoudige toename in letaliteit tonen ten opzichte van 3+4 carcinomen (49).
Prognostisch is het dus van belang onderscheid te maken.
Een definitieve Gleason score wordt eventueel opgesteld aan de hand van een prostatectomie
specimen; bij een biopsie is het immers de vraag of wel uit het meest afwijkende deel van de prostaat
een biopt genomen is.
Stagering
Stagering van de tumor geschiedt met behulp van het TNM classificatie systeem. Een belangrijk
aspect met betrekking tot stagering is de eventuele aanwezigheid van een ‘kapseldoorbraak’ of
18
extraprostatic extension (EPE). Zonder deze EPE is er sprake van een ≤T2 tumor; bij aanwezigheid van
kapseldoorbraak is er sprake van een ≥T3 tumor. De kapseldoorbraak kan op zich beperkt zijn, maar
er kan ook sprake zijn van extraprostatic extension naar de neurovasculaire bundel (NVB) of naar de
vesiculae seminales (39).
De TNM classificatie geeft het stadium aan van de primaire tumor (T), regionale lymfklieren (N) en
metastasen op afstand (M). De meest recente TNM classificatie van prostaatcarcinomen, vastgesteld
in 2009, is als volgt (50)(51)(52): zie onderstaande tabel 2.2.
Tabel 2.2 TNM classificatie van prostaatcarcinomen.
T – Primaire tumor
Tx
T0
T1
1a
1b
1c
T2
2a
2b
2c
T3
3a
3b
T4
N – Regionale lymfeklieren
Nx
N0
N1
M – Metastasen op afstand
M0
M1
1a
1b
1c
Primaire tumor kan niet worden vastgesteld.
Geen bewijs van primaire tumor
Klinisch onduidelijke tumor niet palpabel of zichtbaar met beeldvorming
Tumor incidenteel histologisch gevonden in 5% of minder van gereseceerd weefsel
Tumor incidenteel histologisch gevonden in meer dan 5% van gereseceerd weefsel
Tumor geïdentificeerd via naald biopt (b.v. wegens verhoogd PSA)
Tumor beperkt tot de prostaat
Tumor beslaat de helft van een lob of minder
Tumor beslaat meer dan de helft van een lob, maar niet beide lobben
Tumor beslaat beide lobben
Tumor strekt zich uit buiten de prostaat
Extracapsulaire uitbreiding
Invasie van vesiculae seminales
Tumor zit vast of groeit door in nabijgelegen structuren anders dan de vesiculae seminales
Regionale lymfeklieren kunnen niet bestudeerd worden
Geen metastasen in regionale lymfeklieren
Metastasen in regionale lymfeklieren
Geen metastasen op afstand
Metastasen op afstand
Niet-regionale lymfeklieren
Bot(ten)
Andere plaats(en)
Er moet onderscheid gemaakt worden in een cTNM - en een pTNM classificatie (53). De c staat voor
clinical; de p staat voor pathological. Wanneer geen voorvoegsel c of p vermeld is, wordt de cTNM
classificatie bedoeld. De cTNM classificatie wordt opgesteld op basis van klinisch bewijs, vóór
behandeling. De pTNM classificatie wordt opgesteld op basis van resectie. In het algemeen geldt dat
de cTNM score wordt gebruikt voor het bepalen van de behandeling en de pTNM score voor het
opstellen van de individuele prognose (53). In sommige gevallen, voornamelijk na chirurgie, wordt
een zogenaamde TNRM stagering opgesteld. De R staat voor Residual tumor: wanneer de snijranden
van het prostaat specimen na prostatectomie tumorvrij zijn (geen residu), wordt een R score 0
toegekend. Wanneer de snijranden niet tumorvrij zijn (wel een residu), wordt een R score 1 of 2
toegekend. Zie tabel 2.3. Wittekind et al. beschrijven het prognostisch belang van de R score (54).
Tabel 2.3 TNM classificatie: residu tumor (R). De positieve R1 score wordt toegepast in het geval van biopsie,
histologie. De positieve R2 score wordt toegepast wanneer een residu klinisch of pathologisch wordt
vastgesteld.
R – Residu tumor
Rx
R0
R1
R2
Residu tumor kan niet worden vastgesteld
Geen residu tumor
Microscopisch residu tumor
Macroscopisch residu tumor
19
Significant versus insignificant
Het huidige inzicht van de European Association of Urology is als volgt: er is sprake van ‘insignificant
disease’ bij een low grade carcinoom, met een klein volume, beperkt tot de prostaat, waarbij het
onwaarschijnlijk is dat deze zich zonder behandeling ontwikkelt tot klinisch en biologisch significant
(55). Veel patiënten met ‘insignificant’ disease worden onder ‘active surveillance’ gehouden. De
criteria voor opname in een dergelijk traject kunnen echter per instituut verschillen (55).
2.2.3 PI-RADS systeem
Bij de verslaglegging van MRI onderzoek van de prostaat wordt gebruik gemaakt van het PI-RADS
systeem; het Prostate Imaging and Reporting and Data System (56)(57). In 2012 is dit systeem
geïntroduceerd; eind 2014 is het aangepaste PI-RADS v2 systeem geïntroduceerd (41). In deze studie
is gebruik gemaakt van het PI-RADS v2 scoringssysteem.
In het PI-RADS systeem wordt in een 5-puntschaal voor een laesie in de prostaat de waarschijnlijkheid
gescoord dat de afwijking correleert met een klinisch significante kanker. Met het oog op de in te
zetten behandeling is onderscheid in klinisch significant en klinisch niet significant van groot belang.
De vijf categorieën worden als volgt omschreven:
PI-RADS 1 - Very low (clinically significant cancer is highly unlikely to be present)
PI-RADS 2 - Low (clinically significant cancer is unlikely to be present)
PI-RADS 3 - Intermediate (the presence of clinically significant cancer is equivocal)
PI-RADS 4 - High (clinically significant cancer is likely to be present)
PI-RADS 5 - Very high (clinically significant cancer is highly likely to be present)
‘Klinisch significant’ wordt in het PI-RADS v2 document beschreven als: Gleason score ≥7 en/of
volume ≥ 0,5 cc en/of extraprostatic extension (EPE). Naast het onderscheid in significantie is het van
belang de index laesie te identificeren. De index laesie wordt beschreven als de laesie met de hoogste
PI-RADS categorie. Indien de hoogste PI-RADS categorie wordt toegekend aan twee of meer laesies, is
de laesie welke tumoruitbreiding buiten de prostaat vertoont (EPE, extraprostatic- of extracapsular
extension) de indexlaesie. Als geen van de laesies EPE vertoont, wordt de grootste van de laesies met
hoogste PI-RADS categorie als indexlaesie beschouwd (41).
In het oorspronkelijke PI-RADS document bestaan twee onderverdelingen in regio’s voor de prostaat.
Voor verslaglegging wordt een minimum van 16 regio’s aangegeven, een onderverdeling in 27 regio’s
wordt aanbevolen (56). In het PI-RADS v2 document is dit uitgebreid naar maar liefst 39 regio’s; één
voor de urethra, twee voor de vesiculae seminales en 36 voor de prostaat. Deze is hierbij verdeeld in
base, mid en apex. Zie afbeelding 2.6.
Afbeelding 2.6 Onderverdeling in zones, volgens het PI-RADS v2 systeem. De vesiculae seminales en urethra zijn
hier niet afgebeeld. De basis, mid regio en apex worden ieder in 12 regio’s onderverdeeld.
AS anterior fibromusculair stroma, CZ centrale zone, TZa transitie zone anterior, TZp transitie zone posterior,
PZa perifere zone anterior, PZpl perifere zone postero lateraal, PZpm perifere zone postero mediaal. Bron (41).
20
Bij het beoordelen van MRI onderzoeken van de prostaat kunnen laesies aangegeven worden op een
sectormap, zoals in afbeelding 2.6. Wanneer een laesie de grenzen tussen sectoren overschrijdt,
moeten alle sectoren gemarkeerd worden als één laesie. Zie voorbeeld, afbeelding 2.7.
Afbeelding 2.7 Voorbeeld van het scoren van een grotere afwijking op een sectormap. De betreffende laesie
bevindt zich in de volgende zones: Apex perifere zone posteromediaal en posterolateraal links. Mid perifere
zone posterolateraal links, posteromediaal links en rechts.
De PI-RADS score wordt in een multiparametrisch MRI onderzoek bepaald aan de hand van de
verschillende series. Het MRI onderzoek kan bestaan uit T2 series in verschillende scanrichtingen,
DWI beelden met verschillende b waarden, ADC maps en eventueel een DCE serie (Dynamic Contrast
Enhanced), een T1 serie en MRS (MR Spectroscopie). Laatstgenoemde techniek wordt niet
routinematig in alle klinieken toegepast. De interpretatie van de beelden vereist een hoge mate van
expertise en is tijdrovend (56). MRS heeft geen rol van betekenis meer in PI-RADS v2. T1 gewogen
beelden zijn van belang in de diagnostiek van eventuele post biopsie bloedingen. De rol van DCE is in
PI-RADS v2 veel minder groot dan in de eerste versie (41)(56). In een evaluatie van het PI-RADS score
systeem van Junker et al. uit 2014 werd hier reeds aandacht voor gevraagd (58).
Elke serie c.q. sequentie krijgt een PI-RADS score 1-5, waarna een overall score 1-5 bepaald wordt.
Voor iedere sequentie zijn er nauwkeurig omschreven criteria voor een score 1, 2, 3, 4 of 5
(56)(57)(58)(59)(60). In het hier toegepaste PI-RADS v2 systeem komt de overall score voort uit de
T2W serie en DWI serie. In enkele gevallen (PI-RADS score 3) is de DCE serie doorslaggevend.
Afhankelijk van waar de laesie zich bevindt (TZ of PZ), is de T2W serie of de DWI serie de
doorslaggevende (‘dominante’) serie. Het is dan ook van groot belang te identificeren in welke zone
een laesie zich bevindt. Zie tabel 2.4 voor enkele voorbeelden van het bepalen van de PI-RADS score.
De volgende regels worden aangehouden (41):
Perifere zone (PZ).
- In de perifere zone is de DWI serie doorslaggevend en bepaalt de overall PI-RADS score.
- Bij een score 3 voor de DWI serie wordt gebruik gemaakt van de DCE serie. Indien deze negatief
is (niet verdacht voor prostaatca), blijft de overall score 3. Indien deze positief is (verdacht voor
prostaatca), wordt de overall score 4.
Transitie zone (TZ).
- In de transitie zone is de T2 serie doorslaggevend en bepaalt de overall PI-RADS score.
- Bij een score 3 voor de T2 serie wordt gebruik gemaakt van de DWI serie. Bij een DWI score ≤4
blijft de overall score 3. Alleen bij een DWI score 5 wordt de overall score 4.
21
In deze studie wordt geen gebruik gemaakt van DCE beelden. Bij inadequate beelden of afwezigheid
van deze serie wordt het volgende gesteld: de overall score voor laesies in de perifere zone wordt
volledig bepaald door de score van de DWI beelden.
Tabel 2.4 Een aantal voorbeelden hoe de scores van de afzonderlijke series de totale PI-RADS score voor een
laesie in de perifere zone (links) of transitie zone (rechts) bepalen. De DCE serie is alleen van belang in de
transitie zone bij een DWI score 3.
DWI
2
3
3
4
Perifere zone
T2W
4
negatief
5
positief
2
2
DCE
PI-RADS score
2
3
4
4
T2W
2
3
3
4
DWI
4
4
5
1
Transitie zone
DCE
PI-RADS score
2
3
4
4
Afwijkingen in de transitie zone, passend bij BPH, hoeven geen PI-RADS score toegewezen te krijgen.
Een dergelijke laesie wordt op het scoreformulier met een X aangegeven.
Het is gewenst de grootste diameter van een laesie in het verslag te vermelden. Een laesie in de
perifere zone moet gemeten worden op een transversale ADC map. Een laesie in de transitie zone
moet gemeten worden op een transversaal T2 beeld.
2.3 MRI beelden: signaalintensiteit van normaal en afwijkend weefsel.
Met welke signaal intensiteit een normale anatomische structuur of een afwijking wordt afgebeeld, is
afhankelijk van welke sequentie toegepast is. Hieronder wordt dit voor T2 beelden, voor diffusiebeelden met verschillende b waarden en voor ADC maps besproken. De nadruk ligt hierbij op de
perifere zone. Daar komt immers het grootste aantal carcinomen voor (41).
2.3.1 T2 beelden
Het normale weefsel in de perifere zone heeft een hoog signaal ten gevolge van het relatief vochtrijke
klierweefsel (39). Zie afbeelding 2.8. Afwijkingen tonen een lagere signaal intensiteit, zie afbeelding
2.10. De centrale zone en transitie zone hebben een lage signaalintensiteit. Deze wordt inhomogeen
bij benigne prostaat hypertrofie. Glandulaire hyperplasie geeft een hoge signaalintensiteit; stromale
hyperplasie geeft een lagere signaalintensiteit (39). Het anterior fibromusculair stroma heeft bij
afwezigheid van klierweefsel een lage signaalintensiteit. De vochthoudende vesiculae seminales
hebben een hoog signaal. Zie afbeelding 2.9.
Afbeelding 2.8 T2W beelden, transversaal, coronaal en sagittaal. De perifere zone heeft een hoog signaal. Het
volledige FOV wordt in deze afbeeldingen getoond.
22
Afbeelding 2.9 Transversale T2W beelden. Links: ter hoogte van de vesiculae seminales. Deze tonen een hoog
signaal. Rechts: ter hoogte van het anterior fibromusculair stroma. Dit toont een laag signaal.
Afbeelding 2.10 Transversale T2W beelden. Links: een carcinoom in de linker perifere zone. Midden: een
carcinoom in de transitie zone. Rechts: grillige transitiezone; BPH.
2.3.2 DWI beelden
Bij diffusiebeelden moet onderscheid gemaakt worden in trace beelden met verschillende b waarden.
Met het aanpassen van de b waarde verandert het contrast in het beeld. Over het algemeen geldt dat
de algehele signaalintensiteit in het beeld afneemt en dat gebieden met een beperkte diffusie een
relatief hoge signaalintensiteit krijgen. Zie afbeelding 2.11. Het contrast in het beeld neemt met
oplopende b waarde toe (36). Dit komt vooral tot uiting in de beelden met b waarde 3000. Bij lage b
waarden heeft een afwijking in de perifere zone een lagere signaalintensiteit dan het omgevend
weefsel. Feuerlein et al. (30) beschrijven dit als een ‘reverse T2 shine through effect’. Vanaf een b
waarde van ongeveer 500 wordt een afwijking in de perifere zone met een toenemend hoge
intensiteit afgebeeld; hoger dan het omgevend weefsel. Zie afbeelding 2.12.
Afbeelding 2.11 Transversale DWI trace beelden met verschillende b waarden. Van links naar rechts: b100,
b400, b800. Het volledige FOV wordt in deze afbeeldingen getoond.
23
Afbeelding 2.12 Transversale DWI beelden. Bovenste rij van links naar rechts: gescande b100, b400 en b800
trace beelden. Onderste rij: calculated images met een b waarde van 1400 en van 3000. Er is een prostaatcarcinoom in de perifere zone rechts zichtbaar. Dit beeldt zich met toenemende b waarde eerst hypointens af,
vervolgens vrijwel isointens en dan hyperintens. Nota bene: er is op het b3000 beeld tevens een (niet
significante) afwijking in de transitie zone zichtbaar.
2.3.3 ADC map
Op een ADC map geeft een gebied met vrije diffusie een hoog signaal. De urineblaas is hier een
duidelijk voorbeeld van. De perifere zone heeft een relatief hoog signaal. Een gebied met beperkte
diffusie (met name tumorweefsel) geeft een laag signaal. Er bestaat een correlatie tussen de Gleason
scoren en de ADC waarde: hoe hoger de Gleason score is, hoe lager de ADC waarde is, en daarmee de
signaalintensiteit op de ADC map (36)(61). Zie afbeelding 2.13 en 2.14.
Afbeelding 2.13 Carcinoom in de perifere zone aan de linker zijde. De afwijking heeft een zeer laag signaal.
Links: ADC map, volledig FOV. Midden ADC map, uitvergroot. Rechts: corresponderend T2W beeld..
24
Afbeelding 2.14 Carcinoom in de rechter transitie zone. De afwijking heeft een zeer laag signaal.
Bovenste rij: ADC map, verschillende slice niveaus. Onderste rij: corresponderende T2W beelden.
2.4 Huidige inzichten in optimale b waarde bij DWI van de prostaat
Naar ‘de optimale b-waarde’ bij diffusie MRI van de prostaat is veel onderzoek gedaan. In publicaties
krijgen hoge b waarden geregeld de voorkeur (7)(9)(35). Hier bestaat echter geen consensus over. In
een enkele studie wordt juist een voorkeur voor lagere b waarden uitgesproken (62)(63).
Naast de hoogte van de b waarde is het principe van computed DWI beelden hier van groot belang.
In het hier beschreven onderzoek gaat het om de ultra hoge b waarde van 3000 en om computed
DWI beelden, in tegenstelling tot measured DWI beelden.
2.4.1 Literatuur review
In het uitgevoerde literatuur onderzoek moet onderscheid gemaakt worden in studies die alleen
measured DWI beelden betreffen, en studies die ook computed DWI beelden betreffen.
Er is een beperkt aantal publicaties over computed DWI (zie tabel 2.5). In vrijwel al deze studies zijn
relatief lagere b waarden als b900, b1000, b1200 en b1400 vergeleken met de zeer hoge b waarde
b2000 (8)(9)(24)(25)(27)(31)(34)(35)(64)(65). De diagnostische waarde van computed DWI beelden
met een ’ultra hoge’ b waarde als 3000 is slechts in een drietal studies onderzocht: recente studies
van Feuerlein et al. uit 2015 (30), van Vural et al. uit 2014 (33) en de studie van Glaister et al. uit 2012
(66) (tabel 2.5, A, B en F). In laatstgenoemde kwantitatieve studie worden calculated beelden met b
waarden 100, 1000, 1500, 2000, 3000 en 4000 vergeleken. Het onderzoek is gericht op ‘tumour
separability’. De conclusie is gebaseerd op zogenaamde ‘expected probability of error’ curves. Deze
tonen een optimale keuze voor een b waarde rondom 3000. Dit komt niet overeen met de
bevindingen van Vural et al. In die studie worden computed DWI beelden met de b waarden 1500,
2000 en 3000 vergeleken. Voor de identificatie van index laesies scoren de b2000 en b3000 beelden
aanzienlijk beter dan de b1500 beelden, maar er is geen verschil tussen de b2000 en b3000 beelden
(‘identification rate’ voor b1500, b2000 en b3000: 76%, 94%, en 94%). De voorkeur wordt
uitgesproken voor b2000 beelden op basis van een betere anatomische afgrenzing en een betere
onderdrukking van vervorming (distortion) in het beeld. In de studie van Feuerlein et al. zijn cDWI
25
beelden met b waarden oplopend van 1000 tot 4000 onderzocht. De CNR van computed DWI beelden
is vergeleken met de CNR van een ADC map. Daarnaast is de ‘conspicuity’ (mate van zichtbaarheid)
van tumoren subjectief gescoord. Deze was op de cDWI beelden met een b waarde ≥ 2000 significant
hoger dan op de ADC map. De hoogste score werd toegekend aan de b4000 beelden.
Tabel 2.5 Studies waarin b waarden van gecalculeerde diffusiebeelden vergeleken worden. In het overzicht is
opgenomen of wel of niet tevens ADC beelden beoordeeld zijn.
Verg.: b waarden welke vergeleken worden. Pat: aantal patiënten in de betreffende studie.
A
Artikel
Computed high b-value diffusion-weighted imaging
improves lesion contrast and conspicuity in
prostate cancer
S.Feuerlein, M. Davenport, A. Krishnaraj et al.,
Prostate Cancer and Prostatic Disease., 2015
Verg. Pat.
range
b1500
to
14
b4000
ADC
Uitkomst / Conclusie
b1500
b2000
b3000
28
Best lesion conspicuity and best suppression: b3000. Best
anatomical delineation and less distortion: b2000. Contrast
ratio: almost linear with b value. Most preferred set: b2000.
42
CNReff in cDWI is comparable to mDWI at b value 1400.
cDWI at higher b values yields better CNReff than mDWI
80
cDWI2000 appears to be more effective than mDWI1000,
and at least as effective as mDWI2000 for Pca diagnosis
49
b1500 has better suppression of benign prostate.
Computed DWI using b value ≥ 1000 s/mm2 improves
image quality and tumour detection
6
cDWI holds great potential for significantly improving
tumour seperability. Optimal choice in the neighbourhood
of b3000
B
Conspicuity of Peripheral Zone Prostate Cancer on
Computed Diffusion-Weighted Imaging :
Comparison of cDWI 1500, cDWI 2000, and cDWI
3000
M. Vural, G. Ertas, A. Onay et al., BioMed Research
International, 2014
C
Quantitative Evaluation of Computed High b Value
Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging
of the Prostate
M. Maas, J. Fütterer, T. Scheenen, Investigative
Radiology, 2014
D
Computed diffusion-weighted imaging using 3-T
magnetic resonance imaging for prostate cancer
diagnosis
Y. Ueno, S. Takahashi, K. Kitajami et al., European
Radiology, 2013
E
Computed diffusion-weighted imaging of the
prostate at 3 T: impact on image quality and
tumour detection
A. Rosenkrantz, H. Chandarana, N. Hindman, et al.
European Radiology, 2013
b1000
b1500
F
Quantitative Investigative Analysis of Tumour
Separability in the Prostate Gland using Ultra-highb-value Computed Diffusion Imaging.
J. Glaister, A. Cameron, A. Wong et al.
Annual International Conference of the IEEE, 2012
b100
b1000
b1500
b2000
b3000
b4000
range
b0 to
b5000
ADC
b1000
b2000
cDWI is able to provide better contrast between prostate
cancer and background tissue compared with standard ADC
map; improved subjective tumor conspicuity
Met betrekking tot measured DWI beelden (zie tabel 2.6): er is slechts één publicatie van een studie
waarin DWI beelden met de ultrahoge b waarde 3000 onderzocht zijn, maar de nadruk lag hier op de
toepassing van een monoexponentieel dan wel een biexponentieel diffusiemodel (67). Het doel van
die studie was niet het onderzoeken van de diagnostische waarde van DWI onderzoeken met
verschillende b waarden, maar het biexponentiele verval van het diffusie signaal bij multipele b
waarden van verschillende prostaat weefsels. Deze studie is dan ook niet meegenomen in het
literatuur onderzoek.
Zoals gesteld, is er geen consensus over hogere of lagere b waarden. Uit een studie van Kim et al. (62)
(tabel 2.6, Q) komt een voorkeur voor een lagere b waarde naar voren; b1000 in plaats van b2000. Dit
is in tegenspraak met de uitkomsten van bijvoorbeeld de studie van Katahira et al. (10) (tabel 2.6, P)
26
waar de b2000 beelden een hogere ‘diagnostic performance’ worden toegekend. Rosenkrantz et al.
(5) (tabel 2.6, K) maken hier de kritische opmerking dat de conclusies in deze studies ofwel alleen op
de acquired DWI beelden gebaseerd waren, ofwel alleen op de daaruit berekende ADC maps. In tabel
2.5 en 2.6 is, naast de uitkomst c.q. conclusie, vermeld of een studie gebaseerd is op DWI beelden of
op DWI- en ADC beelden. Ook Ohgya et al. (68) (tabel 2.6, N) zien een beperking in de studie van Kim
et al., waar de conclusies alleen op de ADC maps gebaseerd zijn. De DWI beelden met b waarde 2000
hadden in deze studie een relatief lange echo tijd (TE), welke een negatieve invloed heeft op de
signaal ruis verhouding (SNR) van de betreffende ADC map. Tot slot maken Katahira et al. (10) een
vergelijkbaar bezwaar omtrent de TE waarde, en benadrukken tevens dat zij in hun studie niet de
diagnostische waarde van de ADC maps, maar van de DWI beelden zelf onderzoeken. Koo et al. (69)
(tabel 2.6, M) stellen dat een optimale b value 1000 s/mm2 zou kunnen zijn, met de overweging dat
de slechtere signaal ruis verhouding bij b2000 beelden beperkend kan werken. De sensitiviteit voor
het aantonen van prostaatca is voor de ADC map uit b1000 beelden beduidend hoger dan van de ADC
map uit b2000 beelden. Ook in deze studie is er de, volgens sommige auteurs, beperkende situatie
dat de uitkomst alleen op ADC maps bepaald is, en niet op een combinatie van diffusie beelden en
ADC maps.
In bovengenoemde studie is bovendien onderscheid gemaakt tussen ‘experienced’- en ‘less
experienced’ readers. Met name voor de less experienced reader is het verschil in sensitiviteit groot:
45% voor b1000 en 29% voor b2000. De sensitiviteit is voor de experienced reader aanzienlijk hoger
(85% en 74%), wat lijkt te onderstrepen dat de interpretatie van prostaat MRI onderzoeken een hoge
mate van expertise vereist (59). De positief voorspellende waarde (PPV) is wel voor beiden hoger bij
de b2000 beelden. Ook in een studie van Manenti et al. (70) wordt onderscheid gemaakt tussen een
experienced reader en less experienced reader; de uitkomst is hier dat hogere b waarden voor
laatstgenoemde behulpzaam zijn in het bereiken van een hogere diagnostic accuracy voor prostaatca
in de perifere zone.
Tabel 2.6 Studies waarin b waarden van gescande (measured) diffusiebeelden vergeleken worden. In het
overzicht is opgenomen of wel of niet tevens ADC beelden beoordeeld zijn.
Verg.: b waarden welke vergeleken worden. Pat: aantal patiënten in de betreffende studie.
Artikel
Verg.
G
High-b-value diffusion-weighted MRI for the
detection of prostate cancer at 3 T
X. Wang, Y. Qian, B. Liu et al., Clinical Radiology
2014
b1000
b1500
b2000
ADC
H
High and ultra-high b-value diffusion weighted
imaging in prostate cancer: a quantitative analysis
A. Wetter, F. Nensa, C. Lipponer et al. , Acta Radiol,
2014
Pat.
Uitkomst Conclusie
40
DWI images and ADC maps using b = 1500 s/mm2 should be
considered more effective than those at b = 2000 s/mm2 or
b = 1000 s/mm2 for detecting prostate cancer.
b1000
b1500
b2000
ADC
41
Contrast in ADC maps does not significantly change with
different b values, contrast ratios of DW images are
significantly higher at b-values of 1500 and 2000 s/mm2 in
comparison to b values of 800 and 1000 s/mm2. Diagnostic
performance of DWI in prostate cancer might be increased
by application of b values higher than 1000 s/mm2.
I
High b Value (2,000 s/mm2) Diffusion-Weighted
Magnetic Resonance Imaging in Prostate Cancer at
3 T: Comparison with 1,000 s/mm2 for Tumor
Conspicuity and Discrimination of Agressiveness
T. Tamada, N.Kanomata, T. Sone et al. , PLOS One,
2014
b1000
b2000
ADC
50
"For tumor conspicuity and characterization of prostate
cancer b2000 is more useful than b1000"
J
DWI of Prostate Cancer: Optimal b-Value in Clinical
Practice
G. Manenti, M. Nezzo, F. Chegai et al. , Prostate
Cancer, 2014
b0
b1000
b2000
ADC
78
For the young reader: b2000 is more accurate for PZ, not
for TZ. For the experienced reader no significant difference
for b1000 and b2000. b2000 has higher accuracy for
quantitave analysis. "Higher b-values can be helpul for less
experienced readers".
27
K
Diffusion-weighted imaging of the prostate:
Comparison of b1000 and b2000 image sets for
index lesion detection
A. Rosenkrantz, N. Hindman, R. Lim et al.
J. Magn.Reson.Imaging, 2013
b1000
b2000
ADC
29
Significant higher sensitivity for b2000 DWI images. TumorPZ contrast is higher on b2000 images. No difference for
ADC maps. Correlation with tumor size is greater for ADC
maps than for DWI images.
L
Ultra-high b-value diffusion-weighted MRI for the
detection of prostate cancer with 3-T MRI
Y. Ueno, K. Kitajima, K. Sugimura et al.
J. Magn. Reson. Imaging, 2013
b1000
b2000
73
"b2000 for DWI at 3T is diagnostically superior to b1000 for
prostate cancer detection".
M
Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for
the evaluation of prostate cancer: optimal B value
at 3T
J. Koo, C. Kim, D. Choi et al. , Korean Journal of
Radiology, 2013
b300
b600
b1000
b2000
ADC
80
Experienced reader: sensitivity significantly greater at
b1000 than b300, 700, 1000 or 2000. Less experienced
reader: significantly greater at b700, 1000, 2000 than b300.
"Optimal b value for predicting presence of prostate cancer
may be 1000 s/mm2 ".
N
Diagnostic accuracy of ultra-high-b-value 3.0-T
diffusion-weighted MR imaging for detection of
prostate cancer
Y. Ohgiya, N. Seino, T. Hashizume et al. , Clinical
Imaging, 2012
b500
b1000
b2000
73
DW imaging at b2000 is superior to imaging at a b value 500
or 1000. "DWI (b=2000 s/mm2 can improve diagnostic
accuracy for detectioon of prostate cancer".
O
What is the optimal b value in diffusion-weighted
MR imaging to depict prostate cancer at 3T?
T. Metens, D. Miranda, J. Absil et al. , Eur Radiol,
2012
b0
b1000
b1500
b2000
b2500
ADC
41
b1500 and b2000 provided best lesion visibility. Highest CG
and PZ lesion CNR with b1500. "lesions best depicted with
b1500 and b2000. Best image quality and contrast for high
resolution b1500"
P
Ultra-high-b-value diffusion-weighted MR imaging
for the detection of prostate cancer: evaluation in
201 cases with histopathological correlation
K. Katahira, T. Takahara, T. Kwee et al. , Eur Radiol,
2011
b1000
b2000
201
T2 and DWI b2000 achieved highest diagnostic
performance. "addition of DW images with b value 2000
mm/s2 to T2WI can improve diagnostic performance of MR
imaging in prostate cancer detection".
b1000
b2000
ADC
48
Q
High-b-value diffusion-weighted imaging at 3 T to
detect prostate cancer: comparisons between b
values of 1,000 and 2,000 s/mm2.
C. Kim, B. Park, B. Kim , AJR, 2010
"DWI performed using a b value of 1,000 s/mm2 was more
sensitive and more accurate in predicting localized prostate
cancer than DWI performed using a b value of 2,000
s/mm2".
Alle studies overziend blijven er verschillen in opvatting. Een argument voor de toepassing van DWI
beelden met hoge b waarden is de hogere contrast ruis verhouding (CNR). Een argument voor de
toepassing van DWI beelden met lagere b waarden is de betere anatomische afgrenzing en betere
onderdrukking van vervorming. Een argument voor de toepassing van computed DWI is de hogere
signaal ruis verhouding (SNR).
De combinatie van hoge CNR bij hogere b waarden en hoge SNR bij computed DWI lijken toepassing
van computed DWI met de hoge b waarde 3000 mogelijk te rechtvaardigen.
28
3. Methode
In dit hoofdstuk wordt beschreven op welke wijze het onderzoek uitgevoerd is. Eerst wordt
besproken op welke wijze naar relevante ondersteunende literatuur gezocht is. Vervolgens wordt het
praktijkdeel van het onderzoek en daarbij de huidige situatie van prostaat MRI in het Maasstad
Ziekenhuis beschreven. Als laatste wordt de methode van statistische analyse besproken.
3.1 Literatuuronderzoek
De betreffende literatuur is geselecteerd op basis van de centrale term “computed DWI”. Hier is naar
gezocht via Google, Google Scholar en Pubmed. De volgende zoektermen zijn gehanteerd:
computed dwi
computed diffusion weighted imaging
calculated dwi
calculated diffusion weighted imaging
computed diffusion weighted imaging AND prostate
calculated diffusion weighted imaging AND prostate
Gezien het feit dat deze techniek zo recent is ontwikkeld, is er voor gekozen geen beperking in
publication date aan te houden. Gezien het geringe aantal publicaties is geen beperking aangehouden
in article type. Een aantal publicaties is afkomstig uit peer reviewed journals, een aantal publicaties is
een weergave van annual conferences c.q. proceedings. Juist in laatst genoemde publicaties worden
nieuwe ontwikkelingen, zoals ook computed DWI, behandeld.
Naast de genoemde zoektermen werd een ‘sneeuwbalmethode’ aangehouden; de bronvermelding in
de geselecteerde artikelen is steeds doorzocht op verdere relevante artikelen.
Voor een volledig overzicht van studies betreffende computed DWI wordt verwezen naar bijlage 1.
3.2 Praktijkonderzoek
Het onderzoek richt zich op de vraag of gecalculeerde diffusiebeelden met geëxtrapoleerde hoge b
waarde een toegevoegde waarde hebben in de detectie van het prostaatcarcinoom en is daarmee
praktijkgericht. De opzet van het praktijkonderzoek wordt hieronder beschreven. Het onderzoek richt
zich op de vier deelvragen waarin de calculated b1400 -, calculated b3000 - en gescande b3000
beelden vergeleken worden. De verschillende deelvragen zijn gebaseerd op patiënten groepen van
verschillende grootte en op een fantoomstudie.
3.2.1 Ethische aspecten
Bij de start van dit onderzoek werden bij prostaat MRI onderzoeken reeds meerdere diffusie series
gescand, waarvoor informed consent bij de patiënt verkregen werd. Dit retrospectieve onderzoek
werd aangemeld bij de Toetsingscommissie Wetenschappelijk Onderzoek Rotterdam e.o. De
commissie concludeerde dat het onderzoek niet WMO-plichtig is (Wet Medisch-wetenschappelijk
Onderzoek) en verwees naar het Wetenschapsbureau van het Maasstad Ziekenhuis ter verkrijging van
goedkeuring. Goedkeuring werd verkregen van de Raad van Bestuur van het Maasstad Ziekenhuis. Zie
bijlage 2.
De extra belasting voor de patiënt is als gering in te schatten. De toegevoegde calculated b3000 serie
geeft een verlenging van de onderzoeksduur van 4.31 minuten. Bij een zeer klein aantal patiënten is
nog een aanvullende gescande b3000 serie uitgevoerd. Dit gaf een aanvullende verlenging van de
onderzoeksduur met 7.35 minuten. Afgezien van de extra scantijd zijn geen interventies bij de
patiënten uitgevoerd.
De gescande b3000 sequentie is geoptimaliseerd in een testsessie, waarbij een fantoom en
proefpersoon gescand is. In deze sessie werd reeds twijfel uitgesproken over de haalbaarheid van
deze sequentie in patiënten onderzoek. Op basis van de mindere beeldkwaliteit en vrij lange scantijd
29
van deze geoptimaliseerde scan is deze sequentie bij slechts een zeer klein aantal patiënten
uitgevoerd. Het besluit hiertoe is niet in het belang van dit onderzoek geweest; beantwoording van
deelvraag 3 is helaas nauwelijks mogelijk gebleken.
Vroegtijdige diagnose is in het belang van de patiënt. Het doel van dit onderzoek is het aantonen van
een eventuele meerwaarde van b3000 beelden in multiparametrisch MRI onderzoek bij de
diagnostiek van prostaatcarcinomen.
3.2.2 Huidige situatie prostaat MRI onderzoek Maasstad Ziekenhuis
Hieronder worden de kenmerken van de toegepaste sequenties en het protocol van een MRI scan op
verdenking van prostaatcarcinoom in het Maasstad Ziekenhuis beschreven. Er bestaan verschillende
scanprotocollen voor de prostaat. Er is een volledig protocol ‘Prostaat stagering’, wat opgedeeld kan
worden in ‘Prostaat screening’ en ‘Prostaat aanvullend’. Bij patiënten, die verdacht worden voor een
prostaatcarcinoom wordt gestart met het protocol ‘screening’ 6. Dat protocol fungeert als basis voor
dit onderzoek.
Als voorbereiding dient de patiënt de urineblaas zo goed mogelijk te legen. Teneinde artefacten ten
gevolge van darmperistaltiek te voorkomen, wordt Buscopan® toegediend. Dit wordt intramusculair
toegediend na de sagittale T2 serie. Het protocol bestaat uit de volgende sequenties: Localizer,
Prostaat localizer, T2 sagittaal, T2 coronaal, T2 transversaal, DWI b1400, DWI b3000.
De DWI beelden worden vervaardigd met een Single Shot SE-EPI sequentie. Deze sequentie moet
tweemaal uitgevoerd worden: eenmaal met waarden 100, 400 en 800 ten behoeve van gecalculeerde
b1400 beelden en eenmaal met dezelfde b waarden ten behoeve van gecalculeerde b3000 beelden.
Details van de scanparameters staan vermeld in tabel 3.1. Het onderzoek wordt uitgevoerd op een
Siemens Skyra 3T scanner. Er wordt geen endorectal coil toegepast. De volgende spoel elementen
worden standaard in het scanprotocol gebruikt: aan de posterior zijde de Spine 32 spoel, 2x4=8
elementen en anterior de Body 18 spoel, 2x6=12 elementen. Het totaal aantal van 20 elementen
wordt door 20 kanalen uitgelezen. Het aantal spoel elementen kan variëren (toenemen) met de
lichaamslengte van de individuele patiënt. Er wordt gestreefd naar een zo klein mogelijk aantal
elementen: de relatief ver van de anatomie gelegen elementen genereren weinig signaal, maar veel
ruis.
Tabel 3.1 Imaging parameters van de sequenties in het protocol Prostaat screening. De calculated DWI 1400 en
DWI 3000 beelden zijn tot stand gekomen uit DWI trace beelden met b waarden 100, 400 en 800. De hieronder
getoonde parameters behoren bij deze trace beelden.
Sequentie
Oriëntatie
FOV
FOV read
FOV phase
Phase oversampling
Base resolution
Phase resolution
Phase partial Fourier
Acquisition matrix
Voxel size
Slice thickness
Slice spacing
T2W sag
T2W cor
T2 tra
TSE
Sagittaal
180 x 180 mm
180 mm
100%
30%
384
70%
TSE
Coronaal
220 x 220 mm
220 mm
100%
80%
512
80%
TSE
Transversaal
220 x 220 mm
220 mm
100%
25%
512
80%
269 x 384
0,5 x 0,5 x 3.0 mm
3 mm
3 mm
410 x 512
0,4 x 0,4 x 3,0 mm
3 mm
3 mm
410 x 512
0,4 x 0,4 x 3,0 mm
3 mm
3 mm
DWI calc 1400
en
DWI calc 3000
Single shot SE-EPI
Transversaal
250 x 250 mm
250 mm
100%
0%
180
75%
6/8
135 x 180
1,4 x 1,4 x 4 mm
4 mm
4 mm
6
Gedurende de looptijd van het praktijkonderzoek (juli 2014 - maart 2015) zijn de benamingen van de
protocollen gewijzigd: ‘detectie’ = ‘screening’ en ‘abdomen’ = ‘aanvullend’.
30
Pixel bandwidth
Phase encoding direction
TR
TE
Flip angle
NSA
b waarden
ETL / Turbo factor
EPI factor
Echo spacing
Fat suppression
FAT SAT mode
PAT mode
PAT factor
TA, scan time
200 Hz/Px
AP
4850 ms
104 ms
170°
4
245 Hz/Px
FH
5980 ms
91 ms
170°
3
257 Hz/Px
AP
8750 ms
109 ms
170°
3
26
33
21
11,6 ms
11,4 ms
10,9 ms
GRAPPA
2
4 min 43 sec
GRAPPA
3
5 min 1 sec
GRAPPA
2
5 min 52 sec
1208 Hz/Px
AP
3500 ms
63 ms
90°
8, 8, 8
100, 400, 800
135
0,94 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
4 min 31 sec
Een ADC map wordt pixel voor pixel berekend uit de informatie van DWI beelden met verschillende b
waarden. De ADC maps van de calculated b1400 en calculated b3000 scans hebben zodoende een
zelfde oriëntatie, FOV, resolutie, slice thickness en slice spacing als de DWI beelden.
Ten behoeve van beantwoording van deelvraag 3 is bij een aantal patiënten tevens een gescande
b3000 serie uitgevoerd. Deze sequentie wordt besproken bij Onderzoekmethode, deelvraag 4.
3.2.3 Onderzoeksmethode
De gekozen methode is gebaseerd op eerdere onderzoeken. Deze onderzoeken hebben alle
betrekking op Computed DWI. Een aantal van deze studies richt zich volledig op beeldkwaliteit in
kwantitatieve zin, zoals bijvoorbeeld CNR, contrast ruis verhouding (34). Een aantal studies richt zich
echter meer op subjectieve beeldkwaliteit: dit gebeurt door onderzoeken met verschillende b
waarden te laten scoren door twee of meer readers (35)(64). Twee studies van Bittencourt et al (35)
en Rosenkrantz et al (64) zijn de basis geweest voor de gekozen onderzoeksopzet. Er wordt gekeken
naar ‘lesion detection rate’ c.q. ‘tumour detection’ (deelvraag 1 en 3) en naar ‘objective and
subjective image quality’ (deelvraag 2): ’tumour to PZ contrast, visual conspicuity, suppression of
benign prostate, absence of distortion, absence of ghosting’. Zie afbeelding 3.1 en 3.2 voor een
voorbeeld van de genoemde artefacten. Aangezien PA gegevens alleen bij afwijkende MR scans
beschikbaar zijn, is het bij deelvraag 1 en 3 niet goed mogelijk sensitiviteit, specificiteit en negatief
voorspellende waarde (NPV) te bepalen. Er wordt alleen gekeken naar de positief voorspellende
waarde (PPV). Tot slot wordt in deelvraag 4 getracht antwoord te vinden op de vraag in hoeverre een
computed b3000 sequentie betrouwbaar is: komen gecalculeerde b3000 beelden overeen met
gescande b3000 beelden?
Afbeelding 3.1 Voorbeeld van het artefact ghosting. Van links naar rechts: DWI trace b100, b400 en b800 beeld,
gehele FOV afgebeeld. Het vet in de buikwand beeldt zich in AP richting repeterend af in het beeld.
31
Afbeelding 3.2 Voorbeeld van het artefact distortion. Links: DWI b100 trace beeld. Rechts corresponderend
T2W beeld. Het lucht in het rectum veroorzaakt vervorming van het DWI beeld. De vesiculae seminales zijn
hierdoor niet meer zichtbaar.
De patiënten populatie voor de verschillende onderzoeksvragen varieert en deze wordt daarom
afzonderlijk hieronder besproken. Zie bijlage 3 voor een compleet overzicht. Daarnaast verschilt het
aantal toegepaste sequenties. Drie van de vier deelvragen zijn gebaseerd op patiënten onderzoek. De
vierde deelvraag (betrouwbaarheid) is gebaseerd op een fantoom studie.
De inclusie criteria voor de eerste drie vragen zijn enigszins verschillend, en worden bij de betreffende
deelvragen hieronder genoemd. De volgende exclusie criteria zijn voor de populaties van vraag 1 en 3
aangehouden:
- Het MRI onderzoek is verslagen als “niet beoordeelbaar”.
- Het onderzoek toont artefacten van een heup prothese (36).
- De patiënt heeft een prostaatbiopsie vóór het MRI onderzoek ondergaan, en er zijn nog geen 4
weken verstreken (10)(39).
- De patiënt heeft hormoontherapie of radiotherapie ondergaan voor een eerder prostaatcarcinoom (9)(10)(64)(68)(71)(72).
Voor vraag 2 gelden de volgende exclusie criteria:
- Het MRI onderzoek is verslagen als “niet beoordeelbaar”.
- Het onderzoek toont artefacten van een heup prothese (36).
1. Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: b1400 of b3000 beelden?
Om deze vraag te kunnen beantwoorden zijn bij een groep patiënten computed b1400 en computed
b3000 beelden vervaardigd. Het is niet gebruikelijk om diffusiebeelden op zichzelf staand te bekijken:
diffusiebeelden zijn onderdeel van een ‘multiparametrisch onderzoek’ waarbij in ieder geval ook T2
beelden en ADC maps bij de beoordeling gebruikt worden (2)(3). De volgende twee series worden
vergeleken:
Serie 1: T2 TSE en calculated b1400 en ADC beelden.
Serie 2: T2 TSE en calculated b3000 en ADC beelden.
Serie 1 en serie 2 worden afzonderlijk, geblindeerd en in random volgorde bekeken, met een zekere
tijd er tussenin, opdat de series niet naar elkaar te herleiden zijn.
De positief voorspellende waarde (PPV) van deze twee series moet bepaald worden. Dit vereist een
populatie waar PA gegevens van beschikbaar zijn. De patiënten zijn hier retrospectief op
geselecteerd. De volgende inclusie criteria zijn aangehouden:
- De patiënt wordt verdacht voor een prostaatcarcinoom.
- Het MRI onderzoek bevat de volgende series: T2 TSE coronaal, T2 TSE sagittaal, T2 TSE
transversaal, calculated b1400- en een calculated b3000 serie, ADC maps.
- Er is een PA uitslag beschikbaar; verkregen binnen twee maanden na het MRI onderzoek (10).
32
Bij het prostaatcarcinoom is geregeld sprake van multifocaliteit; een patiënt heeft dan niet één maar
meerdere tumor laesies in de prostaat. Niet alleen de zogenaamde indexlaesie, maar alle laesies
worden gescoord.
26 patiënten werden aangemeld. Daarvan vielen vijf patiënten af: bij twee patiënten was de biopsie
niet binnen twee maanden na het MRI onderzoek uitgevoerd. Bij één patiënt was ten tijde van het
MRI onderzoek nog geen 4 weken na de biopsie verstreken. Van twee patiënten waren geen PA
gegevens beschikbaar. 21 patiënten werden geïncludeerd. Tabel 3.2 geeft een overzicht van een
aantal kenmerken van deze patiënten groep. Het item tumorgrootte (grootste diameter) is bepaald
aan de hand van de ingevulde scoreformulieren. Tumoren in de perifere zone zijn gemeten op een
ADC map; tumoren in de transitie zone op een T2W beeld (41). Zie bijlage 4 voor een voorbeeld van
deze metingen.
Tabel 3.2 Karakteristieken van de uiteindelijke patiënten groep van deelvraag 1. Bij de Tumor stagering wordt
onderscheid gemaakt in pTNM - en cTNM scores (in het eerste geval bij radicale prostatectomie (RP) en in het
tweede geval bij biopsie). Zie voor een gedetailleerde overzicht hiervan bijlage 5. Ook bij de Gleason scores
wordt onderscheid gemaakt in biopsie of RP. Voor klinische significantie van een prostaatcarcinoom worden de
in paragraaf 1.2.3 genoemde criteria aangehouden (voor verantwoording, zie verder bijlage 3 en 6). Voor de
PSA mean bepaling zijn twee extreme waarden geëxcludeerd: 618,1 en 10612.
Aantal patiënten met aangetoond prostaatca
18/21
Aantal patiënten zonder aangetoond prostaatca
3/21
Aantal patiënten met klinisch significant prostaatca
18/18
Leeftijd (jaren)
Mean (SD) ; range
PSA (ng/mL)
Mean (SD) ; range
Tumor grootte (mm)
Mean (SD) ; range
Aantal tumoren per patiënt
1
2 of meer
Stagering
T2a
T2c
T3
T3a
T3b
T4
Gleason score
6 (3+3)
7 (3+4)
7 (4+3)
7 (4+3) tertiair patroon 5
8 (4+4)
9 (4+5)
Tijd tussen MR scan en PA bepaling (dagen)
Mean (SD) ; range
65 (8,831) ; 46 - 86
16,5 (28,4252) ; 0,5 - 113,3
21,2 (13,2516) ; 6,2 - 54,5
10/18
8/18
Totaal
1
7
2
3
4
1
Totaal
5
7
2
1
2
1
pTNM
1
7
1
3
Biopsie
4
1
cTNM
2
2
1
1
RP
1
7
1
1
2
1
22 (14,041) ; 1 - 60
In afbeelding 3.3, 3.4 en 3.5 is een drietal casussen te zien, waarin calculated b1400 - en calculated
b3000 beelden vergeleken worden. In ieder voorbeeld is in een screenshot van de RadiAnt DICOM
Viewer linksboven het T2 beeld te zien en rechtsboven de ADC map. Linksonder is het calculated
b1400 beeld te zien, rechtsonder het calculated b3000 beeld. De beelden worden in “Full dynamic”
window getoond; hierbij wordt per serie de laagste signaalintensiteit op zwart gezet en de hoogste op
wit. Het b1400 beeld geeft enige anatomische oriëntatie. Het b3000 beeld is vrijwel ‘signaalloos’, met
uitzondering van gebieden met diffusiebeperking.
33
Nota bene: transversale beelden worden van caudaal af bekeken; links op de afbeelding is de rechter
zijde van de patiënt en omgekeerd.
Afbeelding 3.3 Patiënt met een adenocarcinoom in de apex rechts posteromediaal en posterolateraal. Gleason
score 3+3=6, bevestigd bij radicale prostatectomie.
Afbeelding 3.4 Patiënt met een bij echogeleide biopsie aangetoond adenocarcinoom, Gleason score 3+3=6. Het
biopt is genomen uit een afwijking, rechts posterior in de transitiezone. Op mid prostaat niveau in de apex links
anterior is een tweede afwijking zichtbaar, waar geen biopsie gegevens van beschikbaar zijn: multifocaliteit?
34
Afbeelding 3.5 Patiënt met een bij MRI geleide biopsie aangetoond adenocarcinoom. Gleason score bij radicale
prostatectomie: 3+4=7. Er is een duidelijke afwijking op mid prostaat niveau posterolateraal links in de perifere
zone (rode pijl) te zien. Er is een tweede kleinere afwijking te zien posteromediaal (blauwe pijl).
2. Welke DWI beelden hebben de hoogste diagnostische waarde: computed b1400, computed b3000
of measured b3000 beelden?
De bevindingen worden ingevuld op een scoringsformulier, zie bijlage 7. In dit geval wordt naar de
beeldkwaliteit en diagnostische waarde van alleen de diffusie beelden gekeken. ADC maps worden
dan ook niet meegenomen bij deze deelvraag.
a) ROI’s worden geplaatst in tumor en normale perifere zone (PZ) op computed b1400 -, computed
b3000 - en measured b3000 beelden. Vervolgens wordt het tumor-PZ contrast bepaald. Dit
contrast wordt uitgedrukt als absolute waarde van (SIPZ – SItumor)/( SIPZ + SItumor) (9)(63)(64). De ROI
plaatsing wordt gedaan door de onderzoeker, welke toegang heeft tot de pathologisch
anatomische data. Dit criterium geeft een objectieve maat voor de diagnostische waarde van
diffusie beelden bij afwijkende scans. Dit criterium is niet van toepassing bij niet afwijkende
scans. Voor de ROI is een vaste grootte aangehouden: in alle gevallen 10 of 11 pixels.
Voor dit onderdeel is gebruik gemaakt van de RadiAnt DICOM Viewer versie 1.9.16. Voor een
voorbeeld van een meting van het tumor-PZ contrast zie afbeelding 3.6.
35
Afbeelding 3.6 Patiënt met een voor carcinoom verdachte afwijking links in de perifere zone. Het tumor-PZ
contrast bedraagt bij het calculated b1400 beeld (links onder) 0,23 en bij het calculated b3000 beeld (rechts
onder) 0,65.
b) De beoordelaars geven een oordeel over de zichtbaarheid van de laesie ten opzichte van het
omgevend weefsel op computed b1400 -, computed b3000 - en measured b3000 beelden. Dit
geeft een subjectief oordeel over hoe goed een laesie zichtbaar is op een beeld. Het moet
gescoord worden op een Likert schaal van 1-5. Dit criterium geeft een subjectieve maat voor de
diagnostische waarde van diffusie beelden bij afwijkende scans. Ook dit criterium is niet van
toepassing bij niet afwijkende scans.
c) De beoordelaars geven een oordeel over de beeldkwaliteit en daarmee de diagnostische waarde
van de computed b1400 -, de computed b3000 - en de measured b3000 beelden. De
beeldkwaliteit wordt subjectief beoordeeld. De volgende aspecten worden gescoord, op een
Likert schaal van 1-5 respectievelijk 1-3: onderdrukking van het normale prostaatweefsel,
afwezigheid van vervorming in het beeld, afwezigheid van ghosting in het beeld. Dit item kan
toegepast worden bij afwijkende en bij niet afwijkende scans.
Bij het opzetten van het onderzoek waren de volgende inclusie criteria opgesteld: de patiënt wordt
verdacht voor een prostaatcarcinoom. Het MRI onderzoek bevat een calculated b1400- en een
calculated b3000- en een measured b3000 serie. De measured b3000 sequentie werd in een
testsessie ‘gebouwd’. Na het uitvoeren van een testscan van deze sequentie op een proefpersoon en
op een fantoom werd twijfel uitgesproken of deze serie van voldoende kwaliteit was om gedurende
een periode bij te includeren patiënten gescand te worden. De inclusie criteria zijn hierop bijgesteld:
- De patiënt wordt verdacht voor een prostaatcarcinoom.
- Het MRI onderzoek bevat tenminste een calculated b1400- en een calculated b3000- serie.
25 patiënten werden geïncludeerd. Bij een tweetal patiënten was tevens een measured b3000 scan
uitgevoerd. Tabel 3.3 geeft een overzicht van een aantal kenmerken van deze patiënten groep.
Tabel 3.3 Karakteristieken van de patiënten groep van deelvraag 2.
Voor de PSA mean bepaling zijn twee extreme waarden geëxcludeerd: 618,1 en 10612.
Leeftijd (jaren)
Mean en SD; range
PSA (ng/mL)
Mean en SD; range
Aantal patiënten met een aangetoond prostaatca
Aantal patiënten zonder aangetoond prostaatca
65 (8,694) ; 46 - 86
16,1 (25,9316) ; 0,9 - 113,3
20/25
5/25
36
3. Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: computed b3000 of
measured b3000 beelden?
Er is een zeer beperkt aantal onderzoeken gescoord. Gescande b3000 beelden zijn vergeleken met
calculated b3000 beelden. De onderzoeken worden beoordeeld op wel of niet aanwezigheid van
tumoren: worden met calculated b3000 beelden evenveel afwijkingen gezien als bij gescande b3000beelden, of zijn op één van deze series meer afwijkingen te zien dan op de andere? Uiteindelijk wordt
uit deze groep scans een selectie gemaakt: de PPV kan alleen bepaald worden bij onderzoeken waar
een voor carcinoom verdachte afwijking gezien is op de calculated b3000 - en/of op de gescande
b3000 beelden. Op basis van die verdenking zullen er biopsie gegevens zijn waar mee vergeleken kan
worden om de waardering True Positive of False Positive te kunnen geven. De calculated beelden en
gescande beelden worden afzonderlijk, geblindeerd en in random volgorde bekeken, met een zekere
tijd er tussenin. De volgende inclusie criteria zijn opgesteld:
- De patiënt wordt verdacht voor een prostaatcarcinoom.
- Het MRI onderzoek bevat een calculated b3000 - en een measured b3000 serie met de daarbij
behorende ADC maps. Voor een voorbeeld, zie afbeelding 3.7.
- Er is een PA uitslag beschikbaar; verkregen binnen twee maanden na het MRI onderzoek (10).
Afbeelding 3.7 Van links naar rechts: calculated b3000 beeld, gescand b3000 beeld en ADC map. Het volledige
FOV wordt in deze afbeeldingen getoond. Er is geen duidelijke afwijking te zien.
De calculated b3000 serie moet vergeleken worden met een gescande b3000 serie. De gescande
sequentie is eerst een aantal malen als proef bij een patiënt uitgevoerd (zie tabel 3.4 DWI gescand
3000 “Proef”), alvorens deze ‘geoptimaliseerd’ werd in een testsessie met een fantoom en een
gezonde vrijwilliger. De eerst genoemde gescande b3000 sequentie is bij twee patiënten uitgevoerd,
maar kan vanwege de verschillen in parameters niet geïncludeerd worden in dit onderzoek. Een
voorbeeld van deze sequentie is te zien in afbeelding 3.8.
Afbeelding 3.8 Van links naar rechts: calculated b3000 beeld, gescand b3000 beeld en ADC map. Het volledige
FOV wordt in deze afbeeldingen getoond. Er is beiderzijds een afwijking te zien, lateraal op mid prostaat niveau.
37
In tabel 3.4 worden ter vergelijking de kenmerken van de computed b3000 sequentie en de twee
gescande b3000 sequenties weergegeven. Resumerend: een voorbeeld van de proef gescande b3000
sequentie wordt getoond in afbeelding 3.8; de geoptimaliseerde gescande b3000 sequentie is te zien
in afbeelding 3.7.
Tabel 3.4 Imaging parameters van de computed (calculated) - en gescande b3000 sequenties. Alleen de
parameters welke onderlinge verschillen tonen, worden hier genoemd. Zie verder ook tabel 3.1.
DWI calc 3000
TR
TE
NSA
b waarden
TA, scan time
3500 ms
63 ms
8, 8, 8
100, 400, 800
4 min 31 sec
DWI gescand 3000
Proef
Niet geïncludeerd
5100 ms
82 ms
6, 8, 10
100, 400, 3000
onbekend
DWI gescand 3000
Geoptimaliseerd
Wel geïncludeerd
5100 ms
82 ms
5, 9, 14
100, 800, 3000
7 min 35 sec
Bij deelvraag 2 is de beeldkwaliteit en diagnostische waarde van de op zichzelf staande diffusie (DWI)
beelden beoordeeld. Bij deelvraag 1 werd naar een min of meer compleet onderzoek gekeken (DWI
beelden, ADC maps en T2 beelden); bij deze vraag wordt naar de combinatie van DWI beelden en ADC
maps gekeken. De beeldkwaliteit van een ADC map is afhankelijk van de toegepaste b waarden. Deze
zijn verschillend bij de calculated serie (b100, 400 en 800) en de gescande serie (b100, 800 en 3000).
Slechts 2 patiënten werden geïncludeerd. Het doel van deze deelvraag was het bepalen van de
positief voorspellende waarde van calculated - en gescande b3000 beelden. Om de PPV te kunnen
bepalen zijn PA gegevens benodigd. Bij een van de twee patiënten is dit niet het geval. Het bepalen
van de PPV en statistische significantie ervan is echter al niet mogelijk bij een groep van twee
patiënten. Zodoende is besloten de patiënt waar geen PA gegevens van beschikbaar zijn, toch te
includeren. Tabel 3.5 geeft een overzicht van een aantal kenmerken van deze patiënten ‘groep’.
Tabel 3.5 Karakteristieken van de twee patiënten van deelvraag 3.
Leeftijd (jaren)
PSA (ng/mL)
Aantal patiënten met een aangetoond prostaatca
Aantal patiënten zonder aangetoond prostaatca
Tumor grootte (mm)
Aantal tumoren per patiënt
Stagering
pT2c
Gleason score
7 (4+3)
Tijd tussen MR scan en PA bepaling (dagen)
46 en 65
6,0 en 8,3
1/2
1/2
16,1
1
1
1
37
4. Wat is de betrouwbaarheid van computed b3000 beelden?
In de huidige situatie van het Maasstad Ziekenhuis wordt al geruime tijd gebruik gemaakt van
computed DWI beelden met een b waarde 1400. Het is de vraag in hoeverre computed b3000
beelden een klinische meerwaarde hebben. Deze beelden zijn gedurende een periode eveneens
vervaardigd. Extrapolatie van b1400 beelden geschiedt op basis van gescande b waarden 100, 400 en
800. Het zelfde geldt voor de extrapolatie van b3000 beelden. In het laatste geval ligt de geëxtrapoleerde b waarde bijzonder ver af van de gescande b waarden. De betrouwbaarheid van de
computed b3000 beelden is dan ook getest. Een voor de hand liggende methode hiervoor leek het
vergeleken van ADC waarden in computed b3000 beelden en gescande b3000 beelden. Deze
methode is echter niet geschikt, omdat de ADC waarde sterk afhankelijk is van de combinatie van
38
gebruikte b waarden (73), en deze verschillend is voor de computed- en de gescande b3000 beelden.
Voor het onderzoeken van de betrouwbaarheid is gekozen voor het scannen van een fantoom (zie
afbeelding 3.9) en aanvullend een proefpersoon.
Afbeelding 3.9 Het anisotrope fantoom, wat gebruikt is voor bepaling van de betrouwbaarheid van computed
b3000 beelden. Brain Innovation BV, Maastricht. Bron (74).
Het gebruikte fantoom (Brain Innovations bv, Maastricht (75)) is een met vloeistof gevulde bol, met
daarin orthogonaal verlopende buisjes in drie assen, welke ieder 180.000 fibers bevatten. Dit fantoom
kan gebruikt worden om anisotropie aan te tonen. De ontwikkelaars van het fantoom hebben
vastgesteld dat de ADC waarden (en ook de FA, Fractional Anisotropy waarden) niet gelijk zijn in de x-,
y- en z- georiënteerde buisjes. De beste ADC waarden worden verkregen in de z- richting; de
slechtste in de y-richting en de x-richting daar tussenin 7. De verschillen kunnen mogelijk verklaard
worden door gradient miscalibratie. De verschillen in de drie assen zijn ook op de afbeeldingen uit de
testsessie duidelijk zichtbaar. De buisjes in de z-richting worden steeds het beste afgebeeld.
Het doel van de testsessie was tweeledig: het bepalen van betrouwbaarheid van computed b3000
beelden. Dit is gedaan door beelden van een gescande b3000 sequentie te vergelijken met die van
een computed b3000 sequentie. Daarnaast is een gescande b3000 sequentie ‘gebouwd’, welke voor
wat betreft kwaliteit en scantijd geschikt zou zijn om toe te passen bij een aantal patiënten in dit
onderzoek. Voor de volledigheid is in de testsessie tevens een computed b1400 scan vervaardigd. Bij
het scannen van het fantoom en de proefpersoon zijn de instellingen van een aantal scanparameters
verschillend geweest. Bij het fantoom zijn twee verschillende gescande b3000 sequenties uitgevoerd.
In tabel 3.6 en 3.7 zijn een aantal parameters van de verschillende series voor het fantoom en voor de
test patiënt te zien. De volgende beelden zijn uiteindelijk vergeleken: diverse trace images en ADC
maps uit verschillende b waarden.
Tabel 3.6 Imaging parameters van de sequenties van het fantoom in de testsessie.
Sequentie
FOV
FOV read
FOV phase
Calculated b1400
Calculated b3000
Single shot SE-EPI
180 x 180 mm
180 mm
100%
Single shot SE-EPI
180 x 180 mm
180 mm
100%
Gescand b3000
(4, 6, 12 NSA)
Single shot SE-EPI
180 x 180 mm
180 mm
100%
Gescand b3000
(4 10, 32 NSA)
Single shot SE-EPI
180 x 180 mm
180 mm
100%
7
Citaat manual: “According to our experience and with reference to the coordinate system of the Siemens MR
scanner you receive the best ADC and FA values in z-direction and the worst ADC and FA values in y-direction,
and in x-direction a quality of somehow in between.” (74).
39
Base resolution
Phase resolution
Acquisition matrix
Voxel size
Slice thickness
Slice spacing
Pixel bandwidth
Phase encoding direction
TR
TE
Flip angle
NSA
b waarden
EPI factor
Echo spacing
Fat suppression
FAT SAT mode
PAT mode
PAT factor
TA, scan time
180
100%
180 x 180
1,0 x 1,0 x 4.0 mm
4 mm
4 mm
990 Hz/Px
AP
6100 ms
132 ms
90°
6, 8, 10
100, 400, 800
180
1,2 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
7 min 51 sec
180
100%
180 x 180
1,0 x 1,0 x 4,0 mm
4 mm
4 mm
990 Hz/Px
AP
6100 ms
132 ms
90°
8, 8, 8
100, 400, 800
180
1,2 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
7 min 51 sec
180
100%
180 x 180
1,0 x 1,0 x 4,0 mm
4 mm
4 mm
990 Hz/Px
AP
6400 ms
144 ms
90°
4, 6, 12
100, 400, 3000
180
1,2 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
7 min 36 sec
180
100%
180 x 180
1,0 x 1,0 x 4,0 mm
4 mm
4 mm
990 Hz/Px
AP
6400 ms
144 ms
90°
4,10, 32
100, 400, 3000
180
1,2 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
15 min 17 sec
De meerderheid van bovengenoemde parameters is voor de series gelijk. De verschillen zitten in TR,
TE, NSA, b waarden en scantijd.
Tabel 3.7 Imaging parameters van de sequenties van de proef persoon in de testsessie.
Sequentie
FOV
FOV read
FOV phase
Base resolution
Phase resolution
Acquisition matrix
Phase partial Fourier
Voxel size
Slice thickness
Slice spacing
Pixel bandwidth
Phase encoding direction
TR
TE
Flip angle
NSA
b waarden
EPI factor
Echo spacing
Fat suppression
FAT SAT mode
PAT mode
PAT factor
TA, scan time
Calculated b1400
Calculated b3000
Gescand b3000
Single shot SE-EPI
250 x 250 mm
250 mm
100%
180
100%
250 x 250
6/8
1,4 x 1,4 x 4.0 mm
4 mm
4 mm
1210 Hz/Px
AP
3500 ms
63 ms
90°
6, 8, 10
100, 400, 800
135
0,94 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
4 min 31 sec
Single shot SE-EPI
250 x 250 mm
250 mm
100%
180
100%
250 x 250
6/8
1,4 x 1,4 x 4.0 mm
4 mm
4 mm
1210 Hz/Px
AP
3500 ms
63 ms
90°
8, 8, 8
100, 400, 800
135
0,94 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
4 min 31 sec
Single shot SE-EPI
250 x 250 mm
250 mm
100%
180
100%
250 x 250
6/8
1,4 x 1,4 x 4.0 mm
4 mm
4 mm
1210 Hz/Px
AP
5100 ms
82 ms
90°
5, 9, 14
100, 800, 3000
135
0,94 ms
SPAIR
Strong
GRAPPA
2
7 min 35 sec
Ook hier is de meerderheid van bovengenoemde parameters voor de verschillende series gelijk. De
verschillen zitten in TR, TE, NSA, b waarden en scantijd.
3.2.4 Het scoren van onderzoeken
De MR onderzoeken worden door twee radiologen gescoord op verdenking van prostaatcarcinoom,
en daarbij op de locatie ervan. De radiologen hebben beiden 4 jaar ervaring met MRI prostaat
40
onderzoek. Het Maasstad Ziekenhuis is voor prostaat MRI onderzoek in Nederland een ‘center of
excellence’ en houdt dan ook de meest recente richtlijnen aan. Er wordt gebruik gemaakt van het
recent beschikbaar gekomen PI-RADS v2 score systeem. Hierbij is de prostaat in 39 zones verdeeld.
Het voordeel van een dergelijke opdeling is dat de locatie van een laesie heel gedetailleerd
gerapporteerd kan worden. Dit maakt een nauwkeurige planning van een ‘targeted biopsy’ mogelijk
(45). Een nadeel kan zijn dat een laesie zich dan al snel over meerdere zones uitbreidt. Daarnaast is er
het bezwaar dat het opdelen in meerdere sectoren beperkte klinische relevantie heeft (45). In de
literatuur studie wordt een minder nauwkeurige opdeling van de prostaat gevonden: van 4 zones
(anterior, posterior, right, left) (45)(76) of 6 zones (base, middle, apex, right, left) in een studie uit
2005 (77) tot de meer recente 16 of 24 zones in de ESUR guidelines uit 2012 (56).
Naast de verdenking op prostaatcarcinoom, waar nauwkeurige criteria voor bestaan (41)(56), wordt
de beeldkwaliteit van de MR beelden beoordeeld. Hier wordt een Likert schaal voor gebruikt, en
daarmee een zekere mate van subjectiviteit geïntroduceerd. Een mogelijkheid om die te beperken, is
het houden van een consensus bijeenkomst waar vooraf een aantal onderzoeken gescoord worden,
of om voorbeeld afbeeldingen te verzamelen (zoals voorgesteld door Rosenkrantz (7), 2014). In de
dagelijkse praktijk beoordelen de twee radiologen MRI prostaat onderzoeken in consensus. Met dit
gegeven en de recente certificering als Center of excellence, wordt de mate van subjectiviteit als zeer
laag ingeschat. De beelden zijn bekeken met behulp van Siemens Syngo Via software.
Bij het prostaatcarcinoom is geregeld sprake van multifocaliteit. Bij deelvraag 1 (en 3) zijn alle
afzonderlijke laesies gescoord. Voor elke laesie is in de database een apart record aangemaakt. Het
aantal laesies is daarmee groter dan het aantal geïncludeerde patiënten met een aangetoond
prostaatcarcinoom.
Op het scoreformulier van vraag 1 moet zowel een dichotome meetwaarde (“afwijking verdacht voor
PCa zichtbaar: Ja of Nee”) als een nominale meetwaarde (PI-RADS score 1-5) opgegeven worden.
Dickinson et al. hebben in 2012 een review gepubliceerd waarin verschillende scoresystemen
onderzocht zijn (45). In diverse studies passen auteurs in hun analyse van nominale waarden een
dichotomisering toe, waarbij op een schaal van 1-5 de scores 1 en 2 negatief voor prostaat carcinoom
genormeerd worden en 3, 4 en 5 positief voor prostaat carcinoom genormeerd. Anderen normeren
de scores 1, 2 en 3 als negatief en de scores 4 en 5 als positief. Het plaatsen van score 3 in de
negatieve - dan wel in de positieve categorie heeft gevolgen voor de sensitiviteit en positief
voorspellende waarde. In een van de onderzochte studies werden sensitiviteit en specificiteit zowel
met de 1,2/3,4,5 - als met de 1,2,3/4,5 dichotomisering onderzocht (78). De beste specificiteit voor
het aantonen van prostaat carcinoom werd bereikt met een positieve score 4,5; de beste sensitiviteit
werd bereikt met een positieve score 3,4,5.
In deze studie ligt de aandacht bij positief voorspellende waarde. Het multiparametrische MRI
onderzoek wordt gebruikt om de waarschijnlijkheid van een klinisch significante tumor aan te tonen.
Bij toekenning van PI-RADS classificatie 3 wordt het oordeel beperkt tot ‘equivocal’; onduidelijk. Om
de voorspellende waarde scherp te stellen, is er voor gekozen om de dichotomisering als volgt te
bepalen:
PI-RADS scores 1, 2 en 3 worden gezien als ‘niet verdacht voor prostaatcarcinoom’.
PI-RADS scores 4 en 5 worden gezien als ‘verdacht voor prostaatcarcinoom’.
3.3 Data analyse
Hieronder wordt besproken op welke wijze de bevindingen uit de verschillende deelvragen
geanalyseerd worden. In het erna volgende hoofdstuk worden per deelvraag de resultaten van deze
analyse uiteen gezet.
De bevindingen uit het MRI onderzoek zijn vergeleken met de standaard: de PA bevindingen uit een
biopsie of postoperatief specimen. PA gegevens zijn alleen beschikbaar wanneer een MRI onderzoek
41
als afwijkend beschreven was: verdenking op prostaatcarcinoom. Het aantal geïncludeerde patiënten
zonder prostaatcarcinoom is dan ook niet groot. Zodoende kon alleen de positief voorspellende
waarde (PPV) bepaald worden; het bepalen van negatief voorspellende waarde (NPV) en specificiteit
was niet mogelijk. Het aantal negatieve bevindingen is te gering (FN false negative en TN true
negative) om een uitspraak te doen. Behalve de PPV is uiteindelijk echter ook de sensitiviteit bepaald.
Naast de PPV van de diverse beelden is de beeldkwaliteit er van gescoord. Dit bestaat uit een
objectief deel (contrast) en een subjectief deel (mate van onderdrukking van het normale prostaatweefsel, afwezigheid van vervorming in het beeld, afwezigheid van ghosting artefacten in het beeld).
Voor de statistische analyse is gebruik gemaakt van IBM SPSS Statistics 20 en een tweetal online
calculators: van VassarStats (79) en een CRC Press Biostatistics Serie (80) . Voor de deelvragen zijn
verschillende statistische toetsen toegepast. De uitkomsten uit de verschillende onderzoeksprotocollen zijn statistisch geanalyseerd met de toets van McNemar en Friedman toets. Bij groepen ≤
25 wordt de Exact McNemar toets toegepast. Deze optie wordt door SPSS automatisch geselecteerd.
De mate van overeenkomst tussen de bevindingen van de twee radiologen is geanalyseerd met
Cohen’s Kappa toets. Hierbij wordt de (arbitraire) classificatie aangehouden, zoals opgesteld door
Landis en Koch (81); zie tabel 3.8. Er is gekeken naar overeenkomst in PI-RADS scores.
Met SPSS software kan alleen de ongewogen Kappa toets uitgevoerd worden. Bij een ordinale
categorie wordt echter een gewogen Kappa toets aanbevolen (82)(83)(84). Deze toets is voor de
overeenkomst in PI-RADS scores uitgevoerd met behulp van de online calculator VassarStats (79).
Tabel 3.8 Classificatie van Kappa waarden.
Kappa waarde
<0
0 - 0,20
0,21 - 0,40
0,41 - 0,60
0,61 - 0,80
0,81 - 1,00
Overeenkomst
Slecht
Gering
Matig
Redelijk
Voldoende tot goed
Bijna perfect
Agreement
Poor (less than chance)
Slight
Fair
Moderate
Substantial
Almost perfect
Met SPSS software is het niet mogelijk om significantie van verschillen in sensitiviteit en PPV te
bepalen. Er bestaat discussie of het überhaupt wel nodig is om significantie van positief voorspellende
waarden PPV te bepalen (85). Het is wel mogelijk significantie van PPV te berekenen op basis van een
Confidence Interval CI (80)(86)(87). Dit geeft echter geen significantie van een verschil in PPV. Een
test mogelijkheid is ook niet gevonden. Eventuele significantie van verschillen in sensitiviteit is wel
bepaald; hier toe is gebruik gemaakt van de online calculator van CRC Press Biostatistics Serie (80).
Met betrekking tot deelvraag 1: hier worden de uitkomsten van gecalculeerde b1400 - en
gecalculeerde b3000 beelden vergeleken.
Bij iedere patiënt zijn beide sequenties uitgevoerd. Er is dan ook sprake van één groep met een
gepaarde waarneming. Er is gescoord of wel of niet een afwijking verdacht voor prostaatcarcinoom,
gezien is. PI-RADS scores 1-3 worden gezien als ‘niet verdacht voor prostaatcarcinoom’; PI-RADS
scores 4 en 5 worden gezien als ‘wel verdacht voor prostaatcarcinoom’. Het meetniveau is daarmee
nominaal. Op basis hiervan is gekozen voor een nonparametrische toets: de toets van McNemar (88).
De nulhypothese is dat er geen verschil in uitkomst is tussen gecalculeerde b1400 - en gecalculeerde
b3000 beelden. Voor het aannemen dan wel verwerpen van H0 wordt een significantieniveau van p
0,05 aangehouden.
Aanvullend wordt van beide sequenties de positief voorspellende waarde PPV volgens onderstaande
formule berekend:
𝑇𝑃
PPV = 𝑇𝑃+𝐹𝑃
42
Met betrekking tot deelvraag 2: hier wordt de beeldkwaliteit van gecalculeerde b1400 - en
gecalculeerde b3000 - en gescande b3000 beelden vergeleken.
Bij iedere patiënt zijn twee of drie van deze sequenties uitgevoerd. Er is sprake van één groep met
een gepaarde waarneming. De beeldkwaliteit is beoordeeld op een vijftal items. Vier van deze items
zijn gescoord op een Likert schaal. Het meetniveau is daarmee ordinaal. Op basis hiervan is gekozen
voor een nonparametrische rangorde toets: de Friedman toets (88)(89). Bij deze toets wordt gekeken
of de mediaan van steekproeven uit meer dan twee groepen (sequenties in dit geval) gelijk is. De
nulhypothese is dat dit het geval is; dat er geen verschil in beeldkwaliteit is tussen gecalculeerde
b1400-, gecalculeerde b3000- en gescande b3000 beelden. Voor het aannemen dan wel verwerpen
van H0 wordt een significantieniveau van p 0,05 aangehouden.
Het vijfde item (Tumor-PZ contrast) wordt uitgedrukt in een ratio en heeft daarmee een continu
meetniveau. Gezien het kleine aantal gescande b3000 sequenties wordt uitgegaan van een niet
normale verdeling, en moet weer voor een nonparametrische toets gekozen worden. De Friedman
toets mag ook bij continue variabelen gebruikt worden. De nulhypothese is dat er geen verschil in
contrast is tussen gecalculeerde b1400 -, gecalculeerde b3000 - en gescande b3000 beelden. Voor het
aannemen dan wel verwerpen van H0 wordt een significantieniveau van p 0,05 aangehouden.
Bij de Friedman test worden als ‘post-hoc test’ ‘multiple pairwise comparisons’ uitgevoerd. Dit
gebeurt echter alleen indien sprake is van een significant resultaat. Bij de post-hoc test wordt bepaald
welk deel van de test significant is. De in SPSS 20 toegepaste post-hoc test is de Dunn-Bonferroni test
(90).
Met betrekking tot deelvraag 3: hier worden de uitkomsten van gecalculeerde b3000 - en gescande
b3000 beelden vergeleken.
Bij iedere patiënt zijn beide sequenties uitgevoerd. Er is dan ook sprake van één groep met een
gepaarde waarneming. Er is gescoord of wel of niet een afwijking verdacht voor prostaatcarcinoom,
gezien is. Het meetniveau is daarmee nominaal. Op basis hiervan zou gekozen worden voor een
nonparametrische toets: de toets van McNemar (88). De nulhypothese is dat er geen verschil in
uitkomst is tussen gecalculeerde b3000 - en gescande b3000 beelden. Voor het aannemen dan wel
verwerpen van H0 wordt een significantieniveau van p 0,05 aangehouden. Van beide sequenties zou
de positief voorspellende waarde PPV berekend worden.
Zoals eerder genoemd, zijn van slechts twee patiënten beelden van de uiteindelijke gescande b3000
sequentie beschikbaar. Een statistische analyse is dan ook niet mogelijk gebleken. Als alternatief is
gekozen voor een meer kwalitatieve beschrijving van de beelden. Van de ene patiënt waar wel PA
gegevens van beschikbaar zijn, kan wel het oordeel false positive (FP), of true positive (FN) of false
negative (FN) of true negative (TN) gegeven worden.
Met betrekking tot deelvraag 4: Er is één scan van een proefpersoon en één scan van een fantoom.
Hier is een statistische analyse dan ook niet van toepassing. Ook hier is gekozen voor een kwalitatieve
beschrijving en analyse van de beelden.
43
4. Resultaten
Hieronder worden per deelvraag de resultaten van de analyse gepresenteerd. Gezien het minieme
aantal patiënten bij deelvraag 3 is statistische analyse daar helaas niet mogelijk gebleken. Zoals al
eerder vermeld, is ook deelvraag 4, gezien de opzet ervan niet statistisch geanalyseerd.
De resultaten van de deelvragen worden achtereenvolgens besproken.
4.1 Uitkomsten deelvraag 1
In deze deelvraag zijn de uitkomsten van gecalculeerde b1400 - en gecalculeerde b3000 beelden
vergeleken. Hierbij is gebruik gemaakt van twee datasets: een set waarbij slechts één laesie per
patiënt opgenomen is in de analyse (tabel 4.1) en een set waarbij eventuele multifocaliteit in de
analyse meegenomen is (tabel 4.2). In beide analyses is onderscheid gemaakt in uitkomsten van
beoordelaar 1 en beoordelaar 2. Ter bepaling van significantie van eventuele verschillen wordt een p
waarde 0,05 of een 95% CI (confidence interval) aangehouden. Voor verantwoording van de
significantie bepaling wordt verwezen naar bijlage 8.
Tabel 4.1 Vergelijking van uitkomst in tumor detectie tussen calculated b1400 beelden en calculated b3000
beelden. Er wordt uitgegaan van één laesie per patiënt. Een * teken duidt op een significant verschil.
Parameter
Gescoorde laesies:
Oordeel PI-RADS score 4 of 5
Sensitiviteit
voor tumordetectie
PPV
voor tumordetectie
Beoordelaar
1
2
1
2
1
2
Calculated b1400
Calculated b3000
76,2% (16/21)
57,1% (12/21)
77,8% (14/18)
55,6% (10/18)
87,5% (14/16)
83,3% (10/12)
76,2% (16/21)
66,7% (14/21)
77,8% (14/18)
66,7% (12/18)
87,5% (14/16)
85,7% (12/14)
Significantie
b1400 vs b3000
p = 1,00
p = 0,50
CI -0,1188 tot 0,2431
CI -0,2746 tot 0,0644
Tabel 4.2 Vergelijking van uitkomst in tumor detectie tussen calculated b1400 beelden en calculated b3000
beelden. Er wordt uitgegaan van multifocaliteit: alle laesies. Een * teken duidt op een significant verschil.
Parameter
Gescoorde laesies:
Oordeel PI-RADS score 4 of 5
Sensitiviteit
voor tumordetectie
PPV
voor tumordetectie
Beoordelaar
1
2
1
2
1
2
Calculated b1400
Calculated b3000
79,2% (19/24)
59,1% (13/22)
60,7% (17/28)
39,3% (11/28)
89,5% (17/19)
84,6% (11/13)
79,2% (19/24)
69,6% (16/23)
60,7% (17/28)
50,0% (14/28)
89,5% (17/19)
87,5% (14/16)
Significantie
b1400 vs b3000
p = 1,00
p = 0,50
CI -0,1166 tot 0,1166
CI -0,2294 tot 0,0239
In het algemeen geldt voor beoordelaar 1 dat de uitkomsten voor de calculated b1400 en b3000
series geen enkel verschil tonen. Beoordelaar 2 behaalt met de b3000 serie betere resultaten in
tumor detectie. Geen van de verschillen in uitkomst is echter significant. Voor beoordelaar 1 wordt
een p waarde 1,00 gegeven, waarmee in feite een volledige overeenkomst significant is aangetoond.
Voor de dataset met één laesie per patiënt is de mate van overeenkomst in PI-RADS score tussen
beide beoordelaars uitgevoerd. Hierbij is zowel gekeken naar de mate van overeenkomst in score 1 of
2 of 3 of 4 of 5 als naar de mate van overeenkomst in score 1,2,3 of 4,5. Zie tabel 4.3.
44
Tabel 4.3 Mate van overeenkomst in PI-RADS score tussen beide beoordelaars, uitgedrukt in Kappa waarde.
Dataset: uitgaande van één laesie per patiënt. Een * teken duidt op significantie.
PI-RADS score b1400.
Onderscheid 1, 2, 3, 4, 5
PI-RADS score b3000.
Onderscheid 1, 2, 3, 4, 5
PI-RADS score b1400.
Onderscheid 123 vs 45
PI-RADS score b3000.
Onderscheid 123 vs 45
Kappa
Ongewogen
0,323 matig
CI 0,0187 - 0,6265 *
0,384 matig
CI 0,0804 - 0,6884 *
0,588 redelijk
p = 0,003 *
0,538 redelijk
p = 0,011 *
Kappa
Lineair gewogen
0,482 redelijk
CI 0,2431 - 0,7207 *
0,584 redelijk
0,3477 - 0,8207 *
Kappa
Kwadratisch gewogen
0,542 redelijk
CI 0,1077 - 0,9761 *
0,717 voldoende tot goed
CI 0,3006 - 1 *
Er is een matige tot redelijke overeenkomst. De gewogen Kappa waarden liggen fors hoger dan de
ongewogen waarden. Daarnaast wordt een hogere Kappa bereikt wanneer slechts een dichotomie
van 123 vs 45 wordt aangehouden. Zie bijlage 9 voor een verantwoording van de Kappa waarden.
4.2 Uitkomsten deelvraag 2
In deze deelvraag is de beeldkwaliteit van calculated b1400 -, calculated b3000 - en gescande b3000
beelden vergeleken. Er is slechts een gering aantal gegevens beschikbaar van de gescande b3000
sequentie. De uitkomsten worden in twee tabellen weergegeven: een tabel inclusief de gescande
b3000 sequentie en een tabel zonder die sequentie. Voor beide tabellen geldt de volgende weergave:
bij alle items worden de Mean waarde met SD en de Friedman Mean rank opgegeven. Bij het item
Tumor-PZ contrast wordt daarnaast tevens de range vermeld.
Tabel 4.4 Vergelijking van beeldkwaliteit tussen calculated b1400 -, calculated b3000 - en gescande b3000
beelden. N=3. Bij het onderdeel tumor-PZ contrast is uitgegaan van multifocaliteit: alle laesies zijn gescoord.
Beoord. = beoordelaar. Een * teken duidt op een significant verschil.
Parameter
Mean (SD)
Mean rank Friedman
Tumor-PZ contrast
Zichtbaarheid van de laesie
Beoord.
1
2
Onderdrukking normaal
prostaat weefsel
1
2
Afwezigheid van
vervorming in het beeld
1
2
Afwezigheid van ghosting in
het beeld
1
2
Calculated b1400
(A)
Calculated b3000
(B)
Gescand b3000
(C)
Significantie
0,30 (0,14361) ;
0,10-0,43
1,75
0,98 (0,04500) ;
0,91-1,00
3,00
0,12 (0,07890)
; 0,01-0,19
1,25
0,67 (1,115)
2,33
0,00 (0,000)
2,00
3,00 (0,000)
1,83
3,33 (0,577)
1,33
3,00 (0,000)
2,17
3,00 (0,000)
2,50
2,33 (0,5777)
2,00
3,00 (0,000)
2,33
0,33 (0,577)
1,83
0,00 (0,000)
2,00
3,33 (0,577)
2,33
4,67 (0,577)
2,83
3,00 (0,000)
2,17
2,33 (0,577)
1,67
2,33 (0,5777)
2,00
2,33 (0,577)
1,33
0,33 (0,577)
1,83
0,00 (0,000)
2,00
3,00 (1,000)
1,83
3,67 (0,577)
1,83
2,67 (0,577)
1,67
2,33 (1,155)
1,83
2,33 (0,5777)
2,00
3,00 (0,000)
2,33
p = 0,039 *
A vs. B p = 0,231
A vs. C p = 1,000
B vs. C p = 0,040 *
p = 0,368
p = 1,000
p = 0,607
p = 0,097
p = 0,368
p = 0,368
p = 1,000
p = 0,135
45
De verschillen in Tumor-PZ contrast zijn significant. Het hoogste contrast wordt bereikt met
calculated b3000 beelden (mean 0,98). Het contrast in de gescande b3000 beelden is laag (mean
0,12). In bovenstaande tabel is aangegeven welke onderlinge vergelijkingen (‘pairwise comparisons’)
een significant verschil opleveren (‘adjusted significance’): dit blijkt de vergelijking tussen calculated
b3000 (B) en gescand b3000 (C) te zijn. Zie bijlage 10.
Voor onderdrukking van normaal prostaatweefsel wordt de hoogste score bereikt bij calculated
b3000 beelden. Dit resultaat is echter niet significant.
Tabel 4.5 Vergelijking van beeldkwaliteit tussen calculated b1400 - en calculated b3000 beelden. N=32. Bij het
onderdeel tumor-PZ contrast is uitgegaan van multifocaliteit: alle laesies zijn gescoord.
Beoord. = beoordelaar. Een * teken duidt op een significant verschil.
Parameter
Tumor-PZ contrast
Mean (SD) ; range
Mean rank Friedman
Zichtbaarheid van de laesie
Beoord.
1
2
Onderdrukking normaal
prostaat weefsel
1
2
Afwezigheid van
vervorming in het beeld
1
2
Afwezigheid van ghosting in
het beeld
1
2
Calculated b1400
Calculated b3000
Significantie
0,35 (0,18487) ; 0,07-0,79
1,00
2,54 (1,587)
1,58
2,65 (1,849)
1,46
3,08 (0,504)
1,29
3,09 (0,288)
1,00
2,83 (0,381)
1,54
2,96 (0,209)
1,54
2,79 (0,509)
1,50
2,96 (0,209)
1,54
0,91 (0,11681) ; 0,65-1,00
2,00
2,38 (1,555)
1,42
2,70 (1,964)
1,54
3,50 (0,590)
1,71
4,13 (0,344)
2,00
2,75 (0,442)
1,46
2,87 (0,344)
1,46
2,79 (0,509)
1,50
2,87 (0,344)
1,46
p = 0,000 *
p = 0,206
p = 0,414
p = 0,002 *
p = 0,000 *
p = 0,157
p = 0,157
p = 1,000
p = 0,157
De verschillen in Tumor-PZ contrast en Onderdrukking van normaal prostaat weefsel zijn significant.
Zoals verwacht wordt met calculated b3000 beelden een zeer hoog contrast bereikt (mean 0,91). De
b3000 beelden geven ook een goed resultaat voor het item Onderdrukking van normaal prostaatweefsel (mean 4,13). Voor wat betreft Zichtbaarheid van de laesie verschillen de meningen. Er is een
zeer klein verschil in means scores. Er is slechts gering tot geen verschil ten nadele van de b3000
beelden voor wat betreft de items Afwezigheid van vervorming en ghosting in het beeld. Verschil is
ook niet te verwachten daar de artefacten ontstaan tijdens de acquisitie. Voor beide calculated
beelden (b1400 en b3000) zijn voor de acquisitie dezelfde b waarden toegepast. De verschillen zijn
niet significant. De Friedman rangordes liggen vrij dicht bij elkaar of zijn zelfs gelijk met bijbehorende
p waarde 1,00. Voor verantwoording van de significantie bepaling wordt verwezen naar bijlage 10 en
11.
4.3 Uitkomsten deelvraag 3
In deze deelvraag zijn de uitkomsten van gecalculeerde - en gescande b3000 beelden vergeleken.
Helaas is slechts bij een tweetal patiënten een gescande b3000 sequentie uitgevoerd. Een statistische
analyse is dan ook niet mogelijk geweest.
In afbeelding 4.1 wordt een calculated b3000 - en gescand b3000 beeld getoond van een patiënt waar
bij radicale prostatectomie links een prostaatcarcinoom aangetoond werd.
46
Afbeelding 4.1 Vergelijking calculated b3000 - en gescand b3000 beeld. Patiënt met een prostaatca links dorsaal
in de perifere zone. Links: calculated b3000 beeld. Rechts: gescand b3000 trace beeld.
Deze afwijking is door beide beoordelaars op beide b3000 beelden en ADC maps niet gescoord; een
vals negatief derhalve. Deze uitkomst betreft slechts één enkele patiënt, maar de verwachte en hier
getoonde ruis in het gescande b3000 beeld is ook zichtbaar bij de andere patiënt (niet afwijkend) en
in de testsessie, welke hierna bij deelvraag 4 besproken wordt.
De calculated b3000 beelden van deze patiënt zijn bij deelvraag 1 ook bekeken; in die dataset echter
in combinatie met T2 beelden en ADC maps. De afwijking is daar wel gescoord, respectievelijk met PIRADS score 3 en score 5. Zie afbeelding 4.2. Het lijkt er op dat de beschikbaarheid van de T2 beelden
er voor zorgt dat de afwijking, die op de ADC map evenals op het calculated b3000 beeld duidelijk te
zien is, wel opgemerkt wordt. Dit is feitelijk een duidelijke bevestiging dat prostaat MRI als een
multiparametrisch onderzoek uitgevoerd dient te worden (mpMRI).
Het gescande b3000 trace beeld is zeer ruizig, en toont slechts in geringe mate een hoog signaal ter
plaatse van de afwijking.
Afbeelding 4.2 Vergelijking calculated b3000 - en gescand b3000 beeld. Zelfde patiënt als in afbeelding 3.1.
Bovenste rij links T2 beeld .Rechts: ADC map. Onderste rij links calculated b3000 beeld. Rechts: gescand b3000
trace beeld.
4.4 Uitkomsten deelvraag 4
In deze deelvraag is de betrouwbaarheid van calculated b3000 beelden onderzocht. In een testsessie
zijn de volgende beelden vervaardigd en daarna vergeleken: trace images en ADC maps van de
47
calculated b1400 -, calculated b3000 - en gescand b3000 sequentie. Zie tabel 4.6 voor een overzicht
van b waarden, NSA en scantijd. De sequenties zijn eerder uitgebreid beschreven in tabel 3.6 en 3.7.
Tabel 4.6 Kort overzicht van enkele kenmerken van de sequenties, welke uitgevoerd c.q. berekend zijn tijdens
de testsessie. De verschillen in scantijd tussen de calculated sequenties bij het fantoom en de testpersoon
worden veroorzaakt door een verschil in TR (repetitietijd).
Calculated b1400
Calculated b3000
Gescand b3000
Gescand b3000
Fantoom
b waarden (NSA)
100, 400, 800 (6, 8, 10)
100, 400, 800 (8, 8, 8)
100, 400, 3000 (4, 6, 12)
100, 400, 3000 (4, 10, 32)
Scantijd
7:51
7:51
7:36
15:17
Testpersoon
b waarden (NSA)
100, 400, 800 (6, 8, 10)
100, 400, 800 (8, 8, 8)
100, 800, 3000 (5, 9, 14)
Scantijd
4:31
4:31
7:35
De volgende overwegingen moeten in ogenschouw genomen worden:
Met betrekking tot de proefpersoon: er wordt een normale scan verwacht; geen diffusie beperking.
Met betrekking tot het fantoom: het gebruikte fantoom bestaat uit orthogonaal verlopende buisjes.
De ontwikkelaars van het fantoom hebben vastgesteld dat de ADC waarden niet gelijk zijn in de x-, yen z- georiënteerde buisjes. De beste ADC waarden worden verkregen in de z- richting; de slechtste
in de y-richting en de x-richting daar tussenin (74). De verschillen in de drie assen zijn op de test
afbeeldingen duidelijk zichtbaar. De buisjes in de z-richting worden steeds het beste afgebeeld.
Daarnaast lijkt het partieel volume effect ook een rol te spelen: het fantoom heeft niet volledig
symmetrisch gelegen, waardoor een buisje niet volledig in het sagittale of coronale afgebeelde
scanvlak ligt. Een buisje ligt echter wel steeds ‘volledig’ in het scanvlak bij een transversale slice,
echter op doorsnede.
De trace images van de proefpersoon tonen bij toenemende b waarde een afnemend signaal, zoals
verwacht. Het b3000 beeld heeft vrijwel geen (achtergrond) signaal meer. Het betreft echter een niet
afwijkende casus; er is ook geen hoog signaal te verwachten. Zie afbeelding 4.1.
De trace images van het fantoom tonen bij toenemende b waarde een minder sterke afname van het
signaal; dit ten gevolge van T2 shine through van de vloeistof in het fantoom. Zie afbeelding 4.2. Op
het b800 beeld is een iets hoger signaal in de buisjes te zien, ten gevolge van diffusie beperking. Dit
komt heel duidelijk tot uiting op het b3000 beeld, echter alleen in de buisjes in de z-richting. De
buisjes in de x-richting en y-richting zijn niet zichtbaar op het b3000 beeld.
Afbeelding 4.1 Trace images van de proefpersoon, vergroting. b100 (links boven), b400 (rechts boven), b800
(links onder) en b3000 (rechts onder). Weergave in default window.
48
Afbeelding 4.2 Trace images van het fantoom, vergroting. b100 (links boven), b400 (rechts boven), b800 (links
onder) en b3000 (rechts onder). Weergave in default window.
De ADC maps van de proefpersoon komen over het algemeen met elkaar overeen. De ADC map uit de
gescande b3000 serie toont een hoog signaal in de perifere zone. Hoog signaal op een ADC map
wordt veroorzaakt door vrije diffusie (zoals in de blaas) of door een persisterend T2 signaal; T2 shine
through. De perifere zone geeft een hoog signaal op een diffusie beeld met lage waarde, zoals b0 of
b100. De ADC map van de gescande b3000 sequentie is berekend uit b100, b400 en b3000 trace
images. De ADC map van de calculated b3000 sequentie is berekend uit b100, b400 en b800 trace
images. Beide sequenties maken gebruik van een b100 en b400 trace image; deze beelden tonen een
hoog signaal in de perifere zone, T2 shine through. Bij eerst genoemde sequentie is er een bijdrage
van het b3000 trace image; hierop is geen enkele T shine through meer te zien, maar vreemd genoeg
toont juist die ADC map een relatief hoge signaal in de perifere zone. De oorzaak hiervan is niet
duidelijk. De gescande b3000 sequentie lijkt hier in het voordeel, zie afbeelding 4.3.
De ADC maps van het fantoom zijn duidelijk verschillend voor de gescande sequenties en calculated
sequentie. De buisjes, waarin sprake is van diffusie beperking, worden op de ADC maps van de
gescande b3000 series homogener afgebeeld dan op de ADC maps van de gecalculeerde serie, zie
afbeelding 4.4. Op een ADC map moet diffusie beperking zich uiten door een laag signaal. Zowel de
ADC maps van de gecalculeerde beelden als van de gescande beelden tonen een laag signaal, maar in
het geval van de gescande beelden dus meer homogeen.
De ADC maps uit de gescande sequenties lijken in het voordeel.
49
Afbeelding 4.3 ADC maps van de proefpersoon, vergroting. Links: uit gescand b3000. Rechts: uit calculated
b3000. Weergave in default window.
Afbeelding 4.4 ADC maps van het fantoom. Links: uit gescand b3000 (NSA 8, 8, 8). Midden: uit gescand b3000
(NSA 4, 10, 32). Rechts: uit calculated b3000. Weergave in default window.
Voor een volledige analyse van de beelden van de testsessie wordt verwezen naar bijlage 12. In die
analyse wordt ingegaan op twee verschillende calculated b3000 beelden: uit b waarden 100, 400 en
800 en uit b waarden 100, 800 en 3000. Laatstgenoemde serie is hierboven niet besproken, daar er
geen sprake is van extrapolatie naar een b3000 beeld, wanneer een gescand b3000 beeld daar aan
ten grondslag ligt. In de testsessie is voor die serie gekozen met de gedachte een calculated beeld uit
lage b waarden te kunnen vergelijken met een calculated beeld waarin de gewenste b waarde ook
daadwerkelijk gescand. Laatstgenoemd beeld zou theoretisch gezien betrouwbaar moeten zijn. Het
signaal van vocht bleek echter onverklaarbaar relatief hoog te zijn. Wellicht heeft dit te maken met
het toegepaste monoexponentiële model.
50
5. Discussie
Hieronder worden de beperkingen van deze studie besproken en kanttekeningen bij de bevindingen
geplaatst. Tot slot wordt een vergelijking met eerder uitgevoerde onderzoeken gedaan.
Het aantal patiënten in deze studie is relatief klein. Dit zal invloed gehad hebben op de significantie
van de bevindingen.
In diverse studies zijn naast de positief voorspellende waarde (PPV) ook de negatief voorspellende
waarde (NPV), sensitiviteit en specificiteit bepaald. Het uitgangspunt in deze studie was alleen de PPV
te bepalen. Hiervoor zijn True Positive en False Positive oordelen benodigd. Deze zijn te bepalen aan
de hand van de PA bevindingen. Wanneer van iedere patiënt in een studie PA gegevens uit een
radicale prostatectomie (RP) beschikbaar zijn, is het wel mogelijk om NPV, sensitiviteit en specificiteit
te bepalen. Dit is bijvoorbeeld het geval in de studie van Ueno et al. uit 2013 (9). Iedere zone in de
prostaat, waar geen afwijking verdacht voor prostaatca gezien is, wordt dan als negatief gescoord.
Een patholoog anatoom zou later de prostaat specimens moeten correleren met de bevindingen van
diegene, die de MRI beelden gescoord heeft. Voor iedere prostaatzone (dat zijn er 39 in deze studie)
wordt dan het oordeel True Negative of False Negative bepaald. In deze studie komen de PA
gegevens niet alleen uit radicale prostatectomie, maar ook uit prostaat biopsie en is dit alles derhalve
niet mogelijk geweest.
Het bleek wel mogelijk te zijn een oordeel te vellen over de sensitiviteit. In verband met het lage
aantal true negative cases was het niet reëel de specificiteit te bepalen. Sensitiviteit en specificiteit
dienen in relatie tot elkaar gezien te worden. De waarde van de sensitiviteit moet dan ook met enige
terughoudendheid beschouwd worden.
Bij het multiparametrisch MRI onderzoek van de prostaat wordt een PI-RADS score 1, 2, 3, 4 of 5
toegekend. In deze studie past de score 3 bij ‘Niet verdacht voor Pca’. Wanneer de dichotomie
aangepast wordt, en aan score 3 het oordeel ‘Wel verdacht voor Pca’ wordt toegekend heeft dit een
vrij grote invloed op de sensitiviteit en PPV voor tumor detectie; beide nemen toe. In tabel 5.1 en 5.2
worden PPV en sensitiviteit voor de beide situaties weergegeven. De uitkomst suggereert dat bij
meerdere onderzoeken waar een score 3 (‘equivocal’) toegekend was, sprake is geweest van
prostaatcarcinoom. Zie bijlage 13 voor een overzicht van de waarden voor FP, TP, FN en TN in beide
situaties. Het hier beschreven probleem wordt behandeld in de door Dickinson et al. uitgevoerde
review (45).
Tabel 5.1 Vergelijking van uitkomst in tumor detectie tussen PI-RADS 3 geeft oordeel Positief en PI-RADS 3 geeft
oordeel Negatief. Selectie: uitgaande van één laesie per patiënt.
Parameter
Sensitiviteit
PI-RADS 3 is Negatief voor Pca
Sensitiviteit
PI-RADS 3 is Positief voor Pca
PPV
PI-RADS 3 is Negatief voor Pca
PPV
PI-RADS 3 is Positief voor Pca
Beoordelaar
1
2
1
2
1
2
1
2
Calculated b1400
77,8% (14/18)
55,6% (10/18)
88,9% (16/18)
72,2% (13/18)
87,5% (14/16)
83,3% (10/12)
88,9% (16/18)
86,7% (13/15)
Calculated b3000
77,8% (14/18)
66,7% (12/18)
83,3% (15/18)
77,8% (14/18)
87,5% (14/16)
85,7% (12/14)
88,2% (15/17)
87,5% (14/16)
51
Tabel 5.2 Vergelijking van uitkomst in tumor detectie tussen PI-RADS 3 geeft oordeel Positief en PI-RADS 3 geeft
oordeel Negatief. Selectie: uitgaande van multifocaliteit; alle laesies.
Parameter
Sensitiviteit
PI-RADS 3 is Negatief voor Pca
Sensitiviteit
PI-RADS 3 is Positief voor Pca
PPV
PI-RADS 3 is Negatief voor Pca
PPV
PI-RADS 3 is Positief voor Pca
Beoordelaar
1
2
1
2
1
2
1
2
Calculated b1400
60,7% (17/28)
39,3% (11/28)
67,9% (19/28)
50,0%(14/28)
89,5% (17/19)
84,6% (11/13)
90,5% (19/21)
87,5% (14/16)
Calculated b3000
60,7% (17/28)
50,0% (14/28)
64,3% (18/28)
57,1% (16/28)
89,5% (17/19)
87,5% (14/16)
90,0% (18/20)
88,9% (16/18)
Het scoreformulier voor deelvraag 1 en 3 bevat het schema van de 39 verschillende anatomische
zones. De 36 zones in de prostaat zijn allen afgebeeld. De twee vesiculae seminales en de urethra zijn
echter helaas niet afgebeeld. De ene beoordelaar heeft zelf, daar waar van toepassing, ‘handmatig’
ingroei in de vesiculae ingetekend op het scoreformulier; de andere beoordelaar heeft dit niet
gedaan. Een uitspraak over eventuele interobserver variabiliteit in het beoordelen van deze
anatomische regio zou zodoende niet gedaan kunnen worden.
In de planning van deze studie was per beoordelaar uitgegaan van een zekere tijd tussen het scoren
van de calculated b1400 beelden enerzijds en calculated b3000 beelden anderzijds. Dit met als doel
bias ten gevolge van het herkennen van eerdere beelden en herinneren van de bevindingen zo goed
mogelijk te beperken. De tijdsspanne varieert van 35 dagen tot in enkele gevallen helaas slechts een
dagdeel. In hoeverre het laatste belemmerend is geweest, is niet na te gaan.
Bij deelvraag 2 is de beeldkwaliteit van de verschillende diffusie beelden beoordeeld middels een
Likert schaal. Termen als Onvoldoende en Matig, Voldoende en Goed kunnen aanleiding geven tot
subjectiviteit. Dit wordt zoveel mogelijk beperkt door vooraf een consensus bijeenkomst te beleggen,
waarin een random aantal onderzoeken gescoord wordt en overeenstemming in de beoordeling
bereikt wordt. Een andere mogelijkheid is het vergaren en ter beschikking stellen van een serie
voorbeeld afbeeldingen voor de verschillende scores bij de verschillende beeldkwaliteit items. Beide
mogelijkheden zijn niet toegepast. De twee scoorders werken in de dagelijkse praktijk nauw samen en
stellen hun beoordelingen van MRI onderzoeken bij verdenking op prostaatcarcinoom wel in
consensus op. Hiermee kan er voldoende vertrouwen zijn in slechts beperkte mate van subjectiviteit.
Bij deelvraag 3 zijn de inclusie criteria aangepast. Er zijn slechts twee patiënten gescand met de
definitieve gescande b3000 sequentie. Op basis van deze twee patiënten was het toch al niet meer
mogelijk statistiek te bedrijven, om het oorspronkelijke doel te behalen: bepaling van de PPV. Daarop
is besloten de inclusie criteria te verruimen, en ook de patiënt te includeren, waar geen PA gegevens
van beschikbaar zijn.
Voor een zuivere vergelijking tussen calculated b3000 - en gescande b3000 sequenties zouden zoveel
mogelijk parameters gelijk moeten zijn. Dit geldt met name voor de echotijd TE. Helaas is deze voor
de series verschillend: de gescande b3000 beelden zijn tot stand gekomen met een TE van 82 ms,
tegen een TE van 63 ms bij de gecalculeerde beelden. Hoe hoger de TE is, des te lager de SNR wordt.
In deze studie zijn de beelden bekeken met behulp van Siemens Syngo Via software. In de dagelijkse
praktijk worden prostaat MRI beelden beoordeeld me behulp van het ‘dedicated’ prostaat MRI
systeem PROCAD. Het verschil in kwaliteit werd als groot ervaren, ten nadele van Syngo Via. In deze
studie zijn wel alle beelden bekeken in Syngo Via; het is niet zo dat bepaalde series in het ene
systeem, en andere series in het andere systeem bekeken zijn.
52
Vergelijking met eerdere onderzoeken.
- Bij vergelijking met de studie van Vural et al (33) wordt overeenkomst gevonden in de beste
onderdrukking van achtergrond weefsel bij de hogere b waarde 3000. Gezien de betere
anatomische oriëntatie wordt in die studie echter de voorkeur uitgesproken voor b2000, mede
gezien de mindere vervorming van het beeld. Betere anatomische oriëntatie kan bereikt worden
bij lagere b waarden (minder onderdrukking van het achtergrond weefsel), maar ook bijvoorbeeld
door te correleren met T2 beelden. Het geven van een oordeel over anatomische oriëntatie lijkt
het meest zuiver wanneer alleen naar diffusiebeelden gekeken wordt, en niet naar diffusiebeelden en ADC maps en T2 beelden. In de hier ter discussie staande studie zijn diffusiebeelden
niet op zichzelf staand bekeken, maar samen met een ADC map of met een ADC map en T2
beelden. Voor wat betreft distortion: in de studie zijn geen grote verschillen gevonden in
vervorming van het beeld tussen de calculated b1400 en calculated b3000 beelden. Dit lijkt
logisch gezien het feit dat beide beelden tot stand komen uit dezelfde relatief lage acquired b
waarden (8). Bij een klein aantal patiënten zijn gescande b3000 beelden vervaardigd.
Overeenkomend met de verwachting uit de theorie en literatuur scoort het item afwezigheid van
vervorming hier lager (bij een van de beoordelaars). De bevinding is echter niet significant.
- Ueno et al. (9) stellen dat cDWI 2000 in de diagnose van Pca effectiever lijkt dan mDWI 1000, en
tenminste even effectief als mDWI 2000. Het is moeilijk om een vergelijking te maken tussen de
hier ter discussie staande studie en de studie van Ueno et al., daar de b waarden vrij sterk
verschillen. Wanneer echter gekeken wordt naar twee dezelfde b waarden, waarbij het ene beeld
direct en het andere computed tot stand komt, dan is de computed serie hier in het voordeel, zij
het niet significant. Hoe hoger de b waarden, hoe sterker de afnemende SNR een rol lijkt te gaan
spelen.
- Glaister et al. (66) stellen dat computed DWI veelbelovend is in het significant verbeteren van de
afgrenzing van tumor ten opzichte van het omgevend weefsel, waarbij een optimale keuze
rondom de b waarde 3000 ligt. In de hier ter discussie staande studie is voor de b3000 beelden
een significant beter tumor-PZ contrast en significant betere onderdrukking van normaal
prostaatweefsel aangetoond. Deze twee items bepalen indirect de zichtbaarheid van de laesie.
Deze is echter ook als afzonderlijk item gescoord. Beoordelaar 1 bereikt voor dit item een iets
hogere score bij de b1400 beelden ; beoordelaar 2 bereikt wel een ruim hogere score bij de
b3000 beelden, echter niet significant. Al met al kan gesteld worden dat enige overeenkomst met
de studie van Glaister et al. gevonden is.
- In een studie van Rosenkrantz et al. (7) wordt geconcludeerd dat b1500 beelden een betere
suppressie van benigne prostaatweefsel geven dan b1000 beelden. Dit wordt hier verder
bevestigd bij de vergelijking tussen de hogere b waarden b3000 en b1500.
- Wang et al. (63) hebben de contrast ratio tumor-PZ van gescande b1000, b1500 en b2000 DWI
beelden vergeleken. De contrast ratio is bij b1500 beelden significant het hoogst. Dit is in
tegenspraak met de bevindingen in deze studie. Het lijkt goed mogelijk dat computed DWI hier
zijn kracht ten opzichte van acquired DWI laat zien.
- In een studie van Wetter et al (91) wordt bij hogere b waarden een significant hogere contrast
ratio gevonden dan bij lagere b waarden (b1500 en 2000 vs b800 en 1000). Daarnaast is de
contrast ratio op verschillende ADC maps vergeleken. Hier is geen significant verschil gevonden.
In de hier ter discussie staande studie is niet gekeken naar de detectie bij verschillende ADC
maps. Hier leek ook geen aanleiding toe te zijn , daar de ADC maps van de calculated b1400 en
b3000 beelden tot stand gekomen zijn uit dezelfde gescande b waarden.
- Behalve de zichtbaarheid van Pca, moeten ook resultaten van diagnostische waarden als PPV en
sensitiviteit vergeleken worden. In een studie van Ueno et al. (71) wordt voor een protocol van
T2W- en DWI b1000 beelden een sensitiviteit bereikt van 75,6%. Dit stijgt naar 80.1% bij een
53
-
-
-
-
protocol van T2W- en b2000 beelden. De PPV bedraagt respectievelijk 75,0% en 77,8%. In de
studie van Ueno et al. is bij het scoren uitgegaan van multifocaliteit. In de hier ter discussie
staande studie zijn met inachtneming van multifocaliteit aanmerkelijk hogere waarden voor PPV
gevonden, voor beide readers: 89,5% respectievelijk 84,6% voor T2W en DWI b1400 beelden en
89,5% respectievelijk 87,5% voor T2W en DWI b3000 beelden. Met betrekking tot sensitiviteit
geldt dat aanzienlijk lagere waarden bereikt zijn bij inachtneming van multifocaliteit: 60,7%
respectievelijk 39,3% voor T2W en DWI b1400 beelden en 60,7% respectievelijk 50% voor T2W en
DWI b3000 beelden.
Ueno et al. maken in deze studie geen gebruik van ADC maps. Dit verschilt met de hier besproken
studie. Daarnaast is er een groot verschil in het aantal patiënten tussen de hier besproken studie
en de studie van Ueno et al. Zoals eerder opgemerkt is dit mogelijk van invloed geweest. De
bevindingen voor sensitiviteit zijn in deze studie niet significant; in de studie van Ueno et al. is dit
wel het geval.
In een studie van Rosenkrantz et al. (5) werd bij twee beoordelaars de sensitiviteit en PPV voor
detectie van de index laesie voor verschillende image sets bepaald: b1000 en b2000 zonder en
met ADC map. Daarnaast waren bij alle series T2W beelden beschikbaar. Het aantal laesies
bedroeg 29, zodat hier van een enigszins vergelijkbare situatie met deze studie sprake is. Zonder
ADC map wordt bij b2000 diffusie beelden een aanzienlijk hogere sensitiviteit bereikt dan bij
b1000 beelden. In combinatie met ADC maps is dit niet het geval; hier wordt zelfs een hogere
sensitiviteit bereikt in de combinatie b1000-ADC. Wat verder opvalt is dat wanneer alleen naar
diffusiebeelden gekeken is, de verschillen in sensitiviteit tussen de beoordelaars groot zijn: 86,2%
versus 69% voor b2000 beelden. De interobserver variabiliteit is bij de gecombineerde b2000-ADC
set veel geringer: 69% versus 72,4%. Rosenkrantz et al. stellen in hun discussie dat vele laesies die
gemist werden op de b1000 beelden, wel gescoord waren op de combinatie van b1000 en ADC
map, waarmee het nut van hogere b waarden niet direct gezien wordt. De ADC map lijkt van
groot belang in tumordetectie.
Bovenstaande wordt nogmaals benadrukt in een review van Rosenkrantz et al. (43): in meerdere
studies wordt met ADC maps een hogere detectie van tumoren bereikt dan met hoge b waarde
diffusiebeelden. Hierbij wordt verwezen naar ESUR MR guidelines (56), waar een groter gewicht
aan ADC maps wordt toegekend. De MR onderzoeken in de hier ter discussie staande studie zijn
inclusief ADC maps.
In een zeer recente studie (2015) van Feuerlein et al. (30) zijn echter juist significant hogere
scores bereikt in zichtbaarheid van tumoren bij cDWI beelden ten opzichte van ADC maps. In de
hier ter discussie staande studie is geen vergelijking gemaakt tussen ADC maps en diffusie
beelden. Dit viel nu buiten de onderzoeksopzet.
Zoals Manenti et al (70) in een research article uit 2014 opmerken: er blijven grote verschillen in
de analyse van diffusiebeelden en de bereikte resultaten. In een ander research article uit 2014
wordt een vergelijkbare uitspraak gedaan: Vural et al. (33) spreken van ‘conflicting results’.
54
6. Conclusie
Hieronder worden de deelvragen op basis van de in hoofdstuk 3 getoonde resultaten beantwoord.
Op basis daarvan wordt een conclusie getrokken, teneinde de hoofdvraag te kunnen beantwoorden.
Tot slot worden een aantal aanbevelingen gedaan.
Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: b1400 of b3000 beelden?
Voor beoordelaar 1 geldt dat er volledig gelijke uitkomsten in PPV en sensitiviteit zijn. De uitkomst
van sensitiviteit is voor beoordelaar 2 niet significant.
Voor beoordelaar 1 is er geen verschil in positief voorspellende waarde tussen b1400 - en b3000
beelden. Beoordelaar 2 bereikt met b3000 beelden een hogere PPV.
Welke DWI beelden hebben de hoogste diagnostische waarde: computed b1400, computed b3000 of
measured b3000 beelden?
Voor beide beoordelaars geldt: het tumor-PZ contrast is het hoogst in de computed b3000 serie. Deze
serie geeft ook de beste onderdrukking van normaal prostaatweefsel. De overige items verschillen
niet of nauwelijks.
Computed b3000 beelden hebben de beste diagnostische waarde.
Welke DWI beelden hebben de hoogste positief voorspellende waarde: computed b3000 of measured
b3000 beelden?
Deze vraag kan statistisch niet betrouwbaar beantwoord worden. De enkele casus is door beide
beoordelaars vals negatief gescoord.
Wat is de betrouwbaarheid van computed b3000 beelden?
Diffusie beelden met een dermate hoge b waarde moeten voldoen aan onderstaande voorwaarden:
1. dat de signaalsterkte in het beeld laag is.
2. dat vrije diffusie zich uit in een zeer laag signaal.
3. dat diffusie restrictie zich uit in een hoog signaal.
4. dat er niet of nauwelijks meer sprake zal zijn van T2 shine through.
Over het algemeen is aan bovenstaande voorwaarden voldaan. Bij de testscan van de proefpersoon
kon item 3 niet geverifieerd worden. Wanneer naar ‘betrouwbaarheid’ gevraagd wordt, moet de
afbeelding overeenkomen met de anatomie en de te verwachten diffusie. De testscan van het
fantoom had het grote voordeel dat de exacte ‘anatomie’ bekend was. De beelden konden zodoende
goed op hun waarde en betrouwbaarheid geschat worden. De genoemde technische problemen met
ADC waarden in x- en y-richting in het fantoom en partieel volume effecten werken helaas enigszins
verstorend. Wanneer deze problemen als geldig excuus gelden, mag gesteld worden dat computed
b3000 beelden betrouwbaar zijn.
De volgende conclusie wordt gesteld: Computed b3000 beelden zijn voldoende betrouwbaar.
Wat is de klinische meerwaarde van toepassing van computed DWI beelden met een b waarde 3000?
Op basis van de bij de deelvragen gestelde conclusies, wordt de volgende eindconclusie gesteld:
Een individuele beoordelaar kan gebaat zijn bij computed b3000 beelden en daarmee een hogere PPV
bereiken.
55
6.1 Aanbevelingen
Het aantal patiënten in deze studie is relatief klein. Dit zal invloed gehad hebben op de significantie
van de bevindingen. Een eventuele vervolgstudie met een groter cohort is aan te bevelen.
Het toekennen van een oordeel Wel verdacht voor Pca of Niet verdacht voor Pca aan PI-RADS score 3
heeft de nodige invloed op sensitiviteit voor tumordetectie. In een grotere studie zou onderzocht
kunnen worden in welke mate sprake is van aanwezigheid van een prostaatcarcinoom bij de score 3
en welke gevolgen dit heeft voor de patiëntenzorg in het Maasstad Ziekenhuis.
Op basis van de resultaten bij de verschillende deelvragen wordt met het oog op positief
voorspellende waarde aanbevolen gebruik te maken van calculated b3000 beelden binnen het
multiparametrisch MRI onderzoek van de prostaat.
56
Bronnen
1.
Nationaal Kompas Volksgezondheid. Hoe vaak komt prostaatkanker voor, hoeveel mensen
sterven eraan en neemt dit toe of af? [Internet]. RIVM. 2014 [cited 2014 Oct 9]. Available
from: http://www.nationaalkompas.nl/gezondheid-en-ziekte/ziekten-enaandoeningen/kanker/prostaatkanker/omvang/
2.
Tamada T, Sone T, Jo Y, Yamamoto A, Ito K. Diffusion-weighted MRI and its role in prostate
cancer. NMR Biomed [Internet]. 2014 Jan [cited 2014 Aug 12];27(1):25–38. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23712781
3.
Hoeks CMA, Scheenen TWJ, Vos PC. Prostate Cancer : Multiparametric MR Imaging for
Detection, Localization, and Staging. Radiology. 2011;261(1):46–66.
4.
Mori S, Barker PB. Diffusion Magnetic Resonance Imaging : Its Principle and applications. Anat
Rec (New Anat). 1999;257:102–9.
5.
Rosenkrantz AB, Hindman N, Lim RP, Das K, Babb JS, Mussi TC, et al. Diffusion-weighted
imaging of the prostate: Comparison of b1000 and b2000 image sets for index lesion
detection. J Magn Reson Imaging [Internet]. 2013 Sep [cited 2014 Aug 12];38(3):694–700.
Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23371846
6.
Dietrich O, Biffar A, Baur-Melnyk A, Reiser MF. Technical aspects of MR diffusion imaging of
the body. Eur J Radiol [Internet]. Elsevier Ireland Ltd; 2010 Dec [cited 2013 Oct 3];76(3):314–
22. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20299172
7.
Rosenkrantz AB, Hindman N, Chandarana H, Deng F-M, Babb JS, Taneja SS, et al. Computed
Diffusion-Weighted Imaging of the prostate at 3T: Impact on image quality and tumor
detection. Proc Intl Soc Mag Reson Med 21 (2013). 2013. p. 0094.
8.
Blackledge MD, Leach MO, Collins DJ, Koh D-M. Computed Diffusion-weighted MR Imaging
May Improve Tumor Detection. Radiology. 2011;261(2):573–81.
9.
Ueno Y, Takahashi S, Kitajima K, Kimura T, Aoki I, Kawakami F, et al. Computed diffusionweighted imaging using 3-T magnetic resonance imaging for prostate cancer diagnosis. Eur
Radiol [Internet]. 2013 Dec [cited 2014 Aug 14];23(12):3509–16. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23881300
10.
Katahira K, Takahara T, Kwee TC, Oda S, Suzuki Y, Morishita S, et al. Ultra-high-b-value
diffusion-weighted MR imaging for the detection of prostate cancer: evaluation in 201 cases
with histopathological correlation. Eur Radiol [Internet]. 2011 Jan [cited 2014 May
27];21(1):188–96. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20640899
11.
Chenevert TL. Principles of Diffusion-Weighted Imaging ( DW-MRI ) as Applied to Body
Imaging. In: Koh D-M, Thoeny HC, editors. Diffusion-Weighted MR Imaging Applications in the
Body. 1st ed. Berlin Heidelberg: Springer; 2010. p. 3–17.
12.
University of Maryland College of Chemistry and Life Sciences. Diffusion What are the units for
D? [Internet]. Math Bench Biology Modules. 2010 [cited 2015 Sep 8]. Available from:
http://mathbench.umd.edu/modules/cell-processes_diffusion/page11.htm
57
13.
Le Bihan D. Apparent Diffusion Coefficient and Beyond : What Diffusion MR Imaging Can Tell
Us about Tissue. Radiology. 2013;268(2).
14.
Le Bihan D, Poupon C, Amadon A, Lethimonnier F. Artifacts and pitfalls in diffusion MRI. J
Magn Reson Imaging [Internet]. 2006 Sep [cited 2013 Sep 22];24(3):478–88. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16897692
15.
Goncalves SI. Diffusion weighted MR imaging [Internet]. Coimbra; 2011. Available from:
http://www.huc.min-saude.pt/imagiologia/curso_fisica_RM/Aula9_MRI_Course_Diffusion.pdf
16.
Bammer R. Basic principles of diffusion-weighted imaging. Eur J Radiol [Internet]. 2003
Mar;45(3):169–84. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12595101
17.
Pledger T, Sakaie K, Shah SN, Tievsky, Andrew L. Diffusion-Weighted Magnetic Resonance
Imaging. eRadimaging. 2011. p. 1–17.
18.
Mori S, van Zijl PCM. Fiber tracking: principles and strategies - a technical review. NMR Biomed
[Internet]. 2002 [cited 2014 Jan 21];15(7-8):468–80. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12489096
19.
Kwee TC, Luijten PR. Diffusion-weighted whole-body imaging with background body signal
suppression ( DWIBS ): features and potential applications in oncology. Eur Radiol. 2008;1937–
52.
20.
Koh D-M, Collins DJ. Diffusion-weighted MRI in the body: applications and challenges in
oncology. AJR Am J Roentgenol [Internet]. 2007 Jun [cited 2013 Sep 19];188(6):1622–35.
Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17515386
21.
Elster AD. DWI b-value Questions and Answers in MRI [Internet]. 2014 [cited 2015 Sep 9].
Available from: http://mri-q.com/what-is-the-b-value.html
22.
Mukherjee P, Berman JI, Chung SW, Hess CP, Henry RG. Diffusion tensor MR imaging and fiber
tractography: theoretic underpinnings. AJNR Am J Neuroradiol [Internet]. 2008 Apr [cited 2013
Dec 11];29(4):632–41. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18339720
23.
Brockstedt S. Diffusion MRI I Technique. Split: ESMRMB School of MRI; 2013.
24.
Blackledge M, Wilton B, Messiou C, Koh D-M, Leach MO, Collins DJ. Computed Diffusion
Weighted Imaging ( cDWI ) for Improving Imaging Contrast. Proc Intl Soc Mag Reson Med 17
(2009). 2009. p. 4005.
25.
Maas MC, Fütterer JJ, Scheenen TWJ. Quantitative evaluation of computed high B value
diffusion-weighted magnetic resonance imaging of the prostate. Invest Radiol [Internet]. 2013
Nov [cited 2014 Aug 12];48(11):779–86. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23907102
26.
Ueno Y, Takahashi S, Ohno Y, Kitajima K, Kawakami F, Miyake H, et al. Computed diffusionweighted MRI for prostate cancer detection: the influence of the combinations of b-values. Br
J Radiol. 2015;88(20140738).
58
27.
Shimizu H, Isoda H, Fujimoto K, Kawahara S, Furuta A, Shibata T, et al. Comparison of acquired
diffusion weighted imaging and computed diffusion weighted imaging for detection of hepatic
metastases. Eur J Radiol [Internet]. Elsevier Ireland Ltd; 2013 Mar [cited 2014 Aug
12];82(3):453–8. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23182960
28.
Merisaari H, Jambor I. Optimization of b-value distribution for four mathematical models of
prostate cancer diffusion-weighted imaging using b values up to 2000 s/mm2: Simulation and
repeatability study. Magn Reson Med. 2014;1–16.
29.
Park SY, Kim CK, Park BK, Kwon GY. Comparison of apparent diffusion coefficient calculation
between two-point and multipoint B value analyses in prostate cancer and benign prostate
tissue at 3 T: preliminary experience. AJR Am J Roentgenol [Internet]. 2014 Sep [cited 2015 Feb
25];203(3):W287–94. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25148186
30.
Feuerlein S, Davenport MS, Krishnaraj A, Merkle EM, Gupta RT. Computed high b-value
diffusion-weighted imaging improves lesion contrast and conspicuity in prostate cancer.
Prostate Cancer Prostatic Dis [Internet]. 2015 Mar 3 [cited 2015 Apr 7]; Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25732928
31.
Blackledge M, Collins D, Koh D-M, Leach M. Signal to noise ratio of high b-value diffusion
weighted images is improved using computed diffusion weighted imaging. Proc Intl Soc Mag
Reson Med 18 (2010) [Internet]. 2010. p. 10334. Available from:
http://cds.ismrm.org/protected/10MProceedings/files/4707_4981.pdf
32.
Quentin M, Blondin D, Klasen J, Lanzman RS, Miese F-R, Arsov C, et al. Comparison of different
mathematical models of diffusion-weighted prostate MR imaging. Magn Reson Imaging
[Internet]. Elsevier Inc.; 2012 Dec [cited 2014 Sep 12];30(10):1468–74. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22819178
33.
Vural M, Ertas G, Onay A, Acar Ö, Esen T, Saglican Y, et al. Conspicuity of Peripheral Zone
Prostate Cancer on Computed Diffusion-Weighted Imaging : Comparison of cDWI 1500 , cDWI
2000 , and cDWI 3000. Biomed Res Int [Internet]. 2014;(Article ID 768291):1–6. Available from:
http://www.hindawi.com/journals/bmri/aa/768291/
34.
Maas MC, Fütterer JJ, Scheenen TW. Contrast-to-noise ratio in extrapolated and measured
high b-value diffusion weighted prostate MR images. Proc Intl Soc Mag Reson Med 19 (2011).
2011. p. 3066.
35.
Bittencourt LK, Attenberger UI, Lima D, Strecker R, de Oliveira A, Schoenberg SO, et al.
Feasibility study of computed vs measured high b-value (1400 s/mm2) diffusion-weighted MR
images of the prostate. World J Radiol [Internet]. 2014 Jun 28 [cited 2014 Aug 14];6(6):374–80.
Available from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=4072822&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
36.
Grant KB, Agarwal HK, Shih JH, Bernardo M, Pang Y, Daar D, et al. Comparison of calculated
and acquired high b value diffusion-weighted imaging in prostate cancer. Abdom Imaging
[Internet]. 2014 Sep 16 [cited 2014 Sep 25]; Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25223523
59
37.
McRobbie DW, Moore EA, Graves MJ, Prince MR. MRI From Picture to Proton. Second edi.
Cambridge: Cambridge University Press; 2007. 66 p.
38.
Ueno Y, Takahashi S, Ohno Y, Kitajima K, Yui M, Kassai Y, et al. Computed Diffusion-Weighted
MR Imaging for Prostate Cancer Detection:The Influence of the Combinations of b-Values. Br J
Radiol [Internet]. 2015 Jan 21 [cited 2015 Jan 26];20140738. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25605347
39.
Bhavsar A, Verma S. Anatomic Imaging of the Prostate. Biomed Res Int [Internet]. 2014
Jan;2014(Article ID 728539):1–9. Available from:
http://www.hindawi.com/journals/bmri/2014/728539/
40.
Oyasu R, Yang XJ, Yoshida O. Question 2 What is the anatomic structure of the prostate?
Where is the transition zone? Where does carcinoma develop? Where does benign prostatic
hyperplasia occur? In: Oyasu R, Yang XJ, Yoshida O, editors. Questions in Daily Urologic
Practice: Updates for Urologists and Diagnostic Pathologists [Internet]. Springer; 2008. p. 7–11.
Available from:
http://adc.bmj.com/content/94/2/167.extract\nhttp://link.springer.com/chapter/10.1007/97
8-4-431-72819-1_2
41.
ACR American College of Radiology. PI-RADS v2 Prostate Imaging and Reporting and Data
System: Version 2. 2015. Available from: http://www.acr.org/QualitySafety/Resources/PIRADS
42.
Yacoub JH, Verma S, Moulton JS, Eggener S, Oto a. Imaging-guided Prostate Biopsy:
Conventional and Emerging Techniques. Radiographics. 2012;32:819–37.
43.
Rosenkrantz AB, Taneja SS. Radiologist, be aware: ten pitfalls that confound the interpretation
of multiparametric prostate MRI. AJR Am J Roentgenol [Internet]. 2014 Jan [cited 2014 Nov
25];202(1):109–20. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24370135
44.
Oncoline. Pathologische aspecten [Internet]. Prostaatcarcinoom. 2015 [cited 2015 Apr 20].
Available from:
http://www.oncoline.nl/index.php?pagina=/richtlijn/item/pagina.php&id=37214&richtlijn_id=
934
45.
Dickinson L, Ahmed HU, Allen C, Barentsz JO, Carey B, Futterer JJ, et al. Scoring systems used
for the interpretation and reporting of multiparametric MRI for prostate cancer detection,
localization, and characterization: could standardization lead to improved utilization of
imaging within the diagnostic pathway? J Magn Reson Imaging [Internet]. 2013 Jan [cited 2014
Nov 22];37(1):48–58. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22566285
46.
Epstein JI, Allsbrook WC, Amin MB, Egevad LL. The 2005 International Society of Urological
Pathology (ISUP) Consensus Conference on Gleason Grading of Prostatic Carcinoma. The
American journal of surgical pathology [Internet]. 2005. p. 1228–42. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16096414
47.
Montironi R, Cheng L, Lopez-Beltran A, Scarpelli M, Mazzucchelli R, Mikuz G, et al. Original
gleason system versus 2005 ISUP modified gleason system: The importance of indicating which
system is used in the patient’s pathology and clinical reports. Eur Urol. 2010;58:369–73.
60
48.
Oyasu R, Yang XJ, Yoshida O. Question 7 Is there a significant difference in prognosis between
Gleason score 3+4 and 4+3 prostate cancers in radcal prostatectomy specimens? What is the
prognostic implication of Gleason score 3+4 versus 4+3 prostate cancer assigned to prostate
needle. In: Oyasu R, Yang XJ, Yoshida O, editors. Questions in Daily Urologic Practice: Updates
for Urologists and Diagnostic Pathologists. Springer; 2008. p. 29–33.
49.
Stark JR, Perner S, Stampfer MJ, Sinnott J a., Finn S, Eisenstein AS, et al. Gleason score and
lethal prostate cancer: Does 3 + 4 = 4 + 3? J Clin Oncol. 2009;27(21):3459–64.
50.
Oncoline. TNM classificatie 2009 [Internet]. Integraal Kankercentrum Nederland. 2014 [cited
2015 Jul 5]. Available from: http://www.oncoline.nl/prostaatcarcinoom
51.
Richtlijnendatabase - iKNL. Prostaatcarcinoom - TNM classificatie - Richtlijn [Internet]. iKNL.
2014 [cited 2015 Jun 20]. Available from:
http://richtlijnendatabase.nl/richtlijn/prostaatcarcinoom/tnm_classificatie.html
52.
American Joint Committtee on Cancer. Prostate cancer staging [Internet]. AJCC Quick
references. Chicago, IL: AJCC; 2015. Available from: https://cancerstaging.org/referencestools/quickreferences/Pages/default.aspx
53.
TNM Classification Help - Manual for Cancer Staging [Internet]. [cited 2015 Jul 6]. Available
from: http://cancerstaging.blogspot.nl/
54.
Wittekind C, Compton CC, Greene FL, Sobin LH. TNM residual tumor classification revisited.
Cancer. 2002;94(9):2511–6.
55.
Ploussard G, Epstein JI, Montironi R, Carroll PR, Wirth M, Grimm MO, et al. The contemporary
concept of significant versus insignificant prostate cancer. Eur Urol. 2011;60:291–303.
56.
Barentsz JO, Richenberg J, Clements R, Choyke P, Verma S, Villeirs G, et al. ESUR prostate MR
guidelines 2012. Eur Radiol [Internet]. 2012 Apr [cited 2014 Jul 9];22(4):746–57. Available
from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3297750&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
57.
Röthke M, Blondin D, Franiel T. PI-RADS-Klassifikation : Strukturiertes Befundungs- schema für
die MRT der Prostata. Fortschr Röntgenstr. 2013;185:253–61.
58.
Junker D, Quentin M, Nagele U, Edlinger M, Richenberg J, Schaefer G, et al. Evaluation of the
PI-RADS scoring system for mpMRI of the prostate: a whole-mount step-section analysis.
World J Urol [Internet]. 2014 Aug 1 [cited 2014 Nov 22]; Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25081011
59.
Rosenkrantz AB, Lim RP, Haghighi M, Somberg MB, Babb JS, Taneja SS. Comparison of
interreader reproducibility of the prostate imaging reporting and data system and likert scales
for evaluation of multiparametric prostate MRI. AJR Am J Roentgenol [Internet]. 2013 Oct
[cited 2014 Nov 22];201(4):W612–8. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24059400
60.
Rosenkrantz AB, Kim S, Lim RP, Hindman N, Babb JS, Taneja SS. Prostate Cancer Localization
Using Multiparametric MR Imaging : Comparison of Prostate Imaging Reporting and Data
System (PI-RADS) and Likert Scales. Radiology. 2013;269(2):482–92.
61
61.
Caivano R, Rabasco P, Lotumolo A, Cirillo P, D’Antuono F, Zandolino A, et al. Comparison
between Gleason score and apparent diffusion coefficient obtained from diffusion-weighted
imaging of prostate cancer patients. Cancer Invest [Internet]. 2013 Nov [cited 2014 Aug
5];31(9):625–9. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24138289
62.
Kim CK, Park BK, Kim B. High-b-value diffusion-weighted imaging at 3 T to detect prostate
cancer: comparisons between b values of 1,000 and 2,000 s/mm2. AJR Am J Roentgenol
[Internet]. 2010 Jan [cited 2014 Aug 12];194(1):W33–7. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20028888
63.
Wang X, Qian Y, Liu B, Cao L, Fan Y, Zhang JJ, et al. High-b-value diffusion-weighted MRI for the
detection of prostate cancer at 3 T. Clin Radiol [Internet]. 2014;69:1165–70. Available from:
http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0009926014003699
64.
Rosenkrantz AB, Chandarana H, Hindman N, Deng F-M, Babb JS, Taneja SS, et al. Computed
diffusion-weighted imaging of the prostate at 3 T: impact on image quality and tumour
detection. Eur Radiol [Internet]. 2013 Nov [cited 2014 Aug 12];23(11):3170–7. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23756956
65.
Blackledge MD, Tunariu N, Collins DJ, Leach MO, Koh DM. Improved diagnostic accuracy of
whole body diffusion weighted MRI using computed imaging. Proc Intl Soc Mag Reson Med 19
(2011). 2011. p. 2979.
66.
Glaister J, Cameron A, Wong A, Haider MA. Quantitative investigative analysis of tumour
separability in the prostate gland using ultra-high b-value computed diffusion imaging.
Conference proceedings : Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine
and Biology Society [Internet]. 2012 [cited 2014 Aug 12]. p. 420–3. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23365918
67.
Liu X, Zhou L, Peng W, Wang C, Wang H. Differentiation of central gland prostate cancer from
benign prostatic hyperplasia using monoexponential and biexponential diffusion-weighted
imaging. Magn Reson Imaging [Internet]. Elsevier Inc.; 2013 Oct [cited 2014 Aug
12];31(8):1318–24. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23791546
68.
Ohgiya Y, Suyama J, Seino N, Hashizume T, Kawahara M, Sai S, et al. Diagnostic accuracy of
ultra-high-b-value 3.0-T diffusion-weighted MR imaging for detection of prostate cancer. Clin
Imaging [Internet]. Elsevier Inc.; 2012 [cited 2014 Aug 12];36(5):526–31. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22920357
69.
Koo JH, Kim CK, Choi D, Park BK, Kwon GY, Kim B. Diffusion-weighted magnetic resonance
imaging for the evaluation of prostate cancer: optimal B value at 3T. Korean J Radiol [Internet].
2013;14(1):61–9. Available from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3542304&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
70.
Manenti G, Nezzo M, Chegai F, Vasili E, Bonanno E, Simonetti G. DWI of Prostate Cancer:
Optimal b-Value in Clinical Practice. Prostate Cancer [Internet]. Hindawi Publishing
Corporation; 2014 Jan [cited 2014 Aug 12];2014:1–9. Available from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3945287&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
62
71.
Ueno Y, Kitajima K, Sugimura K, Kawakami F, Miyake H, Obara M, et al. Ultra-high b-value
diffusion-weighted MRI for the detection of prostate cancer with 3-T MRI. J Magn Reson
imaging [Internet]. 2013 Jul [cited 2014 Aug 12];38(1):154–60. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23292979
72.
Tamada T, Kanomata N, Sone T, Jo Y, Miyaji Y, Higashi H, et al. High b value (2,000 s/mm2)
diffusion-weighted magnetic resonance imaging in prostate cancer at 3 Tesla: comparison with
1,000 s/mm2 for tumor conspicuity and discrimination of aggressiveness. PLoS One [Internet].
2014 Jan [cited 2014 Aug 12];9(5):e96619. Available from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=4011860&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
73.
Peng Y, Jiang Y, Antic T, Sethi I, Schmid-Tannwald C, Eggener S, et al. Apparent diffusion
coefficient for prostate cancer imaging: impact of B values. AJR Am J Roentgenol [Internet].
2014 Mar [cited 2014 Aug 5];202(3):W247–53. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24555621
74.
Pullens P, Goebel C. Anisotropic Phantom for Diffusion Weighted MRI Applications Instruction
Manual [Internet]. Maasstricht: Brain Innovation bv; 2011. Available from:
http://support.brainvoyager.com/documents/DWI/DWI_PhantomManual_Sept2011_LR.pdf
75.
Pullens P, Roebroeck A, Goebel R. Ground truth hardware phantoms for validation of diffusionweighted MRI applications. J Magn Reson Imaging. 2010;32:482–8.
76.
Nogueira L, Wang L, Fine SW, Pinochet R, Kurta JM, Katz D, et al. Focal treatment or
observation of prostate cancer: pretreatment accuracy of transrectal ultrasound biopsy and
T2-weighted MRI. Urology [Internet]. Elsevier Inc.; 2010 Feb [cited 2014 Nov 3];75(2):472–7.
Available from:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=3651887&tool=pmcentrez&rend
ertype=abstract
77.
Mueller-Lisse U, Mueller-Lisse U, Scheidler J, Klein G, Reiser M. Reproducibility of image
interpretation in MRI of the prostate: application of the sextant framework by two different
radiologists. Eur Radiol [Internet]. 2005 Sep [cited 2014 Nov 3];15(9):1826–33. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15841384
78.
Jung J a, Coakley F V, Vigneron DB, Swanson MG, Qayyum A, Weinberg V, et al. Prostate
depiction at endorectal MR spectroscopic imaging: investigation of a standardized evaluation
system. Radiology. 2004;233(3):701–8.
79.
Richard Lowry. Kappa as a Measure of Concordance in Categorical Sorting [Internet].
VassarStats. 2015 [cited 2015 Jul 24]. Available from: http://vassarstats.net/kappa.html
80.
Robert G. Newcombe. Confidence Intervals for Proportions and Related Measures of Effect
Size [Internet]. Boca Raton, FL: CRC Press; 2012. Available from:
https://www.crcpress.com/Confidence-Intervals-for-Proportions-and-Related-Measures-ofEffect-Size/Newcombe/9781439812785
81.
Landis JR, Koch GG. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics
[Internet]. 1977 Mar [cited 2014 Jul 20];33(1):159–74. Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/843571
63
82.
Richard Lowry. VassarStats : Website for Statistical Computation [Internet]. 2015 [cited 2015
Jul 24]. Available from: http://vassarstats.net/
83.
Richard Lowry. Kappa [Internet]. VassarStats. 2015 [cited 2015 Jul 24]. Available from:
http://vassarstats.net/kappaexp.html
84.
Sardanelli F, Di Leo G. Biostatistics for Radiologists [Internet]. Milan: Springer_Verlag Italia
2009; 2009. Available from: http://www.springerlink.com/index/10.1007/978-88-470-1133-5
85.
Cross Validated. Statistical significance - Comparison of positive predictive value between two
models [Internet]. Stack Exchange inc. 2015 [cited 2015 Jul 24]. Available from:
http://stats.stackexchange.com/questions/12665/comparison-of-positive-predictive-valuebetween-two-models?lq=1
86.
Cross Validated. Epidemiology - Statistical test for positive and negative predictive value
[Internet]. Stack Exchange inc. 2015 [cited 2015 Jul 24]. Available from:
http://stats.stackexchange.com/questions/6309/statistical-test-for-positive-and-negativepredictive-value
87.
Cross Validated. Binomial - How do you compute confidence intervals for positive predictive
value? [Internet]. Stack Exchange inc. 2015 [cited 2015 Jul 24]. Available from:
http://stats.stackexchange.com/questions/9449/how-do-you-compute-confidence-intervalsfor-positive-predictive-value?lq=1
88.
Schouten HJA. Klinische statistiek. Een praktische inleiding in methodologie en analyse.
Tweede dru. Houten/ Diegem: Bohn Stafleu van Loghum; 1999.
89.
Baarda B, Goede M de, Dijkum C van. Basisboek Statistiek met SPSS. 4e druk. Groningen:
Noordhoff Uitgevers bv; 2010.
90.
IBM Support. Source for Post Hoc tests for Friedman in Nonparametric Tests [Internet]. 2012
[cited 2015 Aug 23]. Available from: http://www01.ibm.com/support/docview.wss?uid=swg21508972
91.
Wetter A, Nensa F, Lipponer C, Guberina N, Olbricht T, Schenck M, et al. High and ultra-high bvalue diffusion-weighted imaging in prostate cancer: a quantitative analysis. Acta radiol
[Internet]. 2014 Aug 28 [cited 2014 Nov 9]; Available from:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25168023
64
Bijlagen
Bijlage 1
Overzicht studies computed DWI
Bijlage 2
Goedkeuring wetenschappelijk onderzoek
Bijlage 3
Trial lijst met onderzoeksnummers vraag 1, 2 en 3
Bijlage 4
Voorbeeld meting tumorgrootte PZ en tumorgrootte TZ
Bijlage 5
Overzicht pTNM en cTNM scores
Bijlage 6
Verantwoording klinische significantie tumoren
Bijlage 7
Scoreformulier vraag 2
Bijlage 8
Verantwoording significantie Tumordetectie vraag 1
Bijlage 9
Verantwoording Kappa waarden Tumordetectie vraag 1
Bijlage 10
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400, c3000 en s3000
Bijlage 11
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400 en c3000
Bijlage 12
Uitkomst analyse scans testsessie
Bijlage 13
Verantwoording PPV en sensitiviteit met betrekking tot PI-RADS 3 score
65
Bijlage 1
Overzicht studies computed DWI
66
Nr.
1
Artikel
Auteur
Journal
Computed high b-value diffusion-weighted imaging improves lesion contrast
and conspicuity in prostate cancer
S.Feuerlein, M. Davenport, A.
Krishnaraj et al.
Prostate
3-3-2015
Cancer
online
Prostatic Dis.
2
Computed diffusion-weighted MRI for prostate cancer detection: the influence Y. Ueno, S. Takahashi, Y. Ohno
BJR
of the combinations of b -values
et al.
3
Conspicuity of Peripheral Zone Prostate Cancer on Computed DiffusionWeighted Imaging : Comparison of cDWI 1500 , cDWI 2000 , and cDWI 3000
4
Comparison of calculated and acquired high b value diffusion-weighted
imaging in prostate cancer
BioMed
M. Vural, G. Ertas, A.Onay et al. Research
International
K. Grant, H. Agarwal, J. Shih et Abdominal
al.
Imaging
Publicatie
Veld b waarden
sterkte t.b.v. cDWI
3T
0, 800
mDWI
niet
Model advies
Niet bekend
nee
Mono
nee
exponentieel
31
Prostate ca,
prostatectomy
nee
ja
Mono
nee
exponentieel
28
Prostate ca,
prostatectomy
nee
ja
106
Elevated PSA
followed by biopsy
nee
ja
nee
16-2-2015
online
3T
0, 100, 500,
1000, 2000
b2000
b2000
December
2014
3T
0, 50, 100,
200, 400,
600, 800
niet
b1500
b2000
b3000
c-dwi 1500
c-dwi 2000
c-dwi 3000
3T
0, 188, 375,
b1000
563, 750 en
b2000
0, 1000, 2000
b1000
b2000
m-b1000 m-b2000
c-b1000DK
Diffusional
IVIM at b1000.
c-b2000DK
Kurtosis (DK), DK not
IVIM
recommended
c-b1000IVIM
Patienten
14
Indicatie
High grade prostate
ca
Fantoom
Histo
pathologie Onderzoek
Vergelijking
c-b1000
c-b1500
c-b2000
c-b2500
c-b3000
c-b3500
c-b4000
cDWI 2000 :
cDWI(0-100)
cDWI (0-500)
cDWI(100-500)
cDWI (0-1000)
cDWI(100-1000)
cDWI(500-1000)
mDWI2000
16-9-2014
online
Model
toegepast
cDWI
b1000
b1500
b2000
b2500
b3000
b3500
b4000
nee
ja
CNR, CNR to ADC ratio
Statistiek
Paired t-test
Kappa
Diagnostic performance
(Sensitivity, Specificity,
Accuracy, PPV, NPV, AUC)
Contrast ratio
Qualitative assessment
Tukey-Kramer
(geometric distortion, blurring, ROC
ghost artefacts, clarity of
prostate margin, lesion
conspicuity, overall image
quality)
Lesion conspicuity
Suppression of background
prostate tissue
Tukey-Kramer
Distortion
Image set preferability
Contrast ratio
Uitkomst Conclusie
Tumor CNR increased with increasing b-values. CNR/ADC
ratios were higher than 1 for cDWI of 1500 and higher.
Subjective tumor conspicuity scores for cDWI were
significantly higher than that of the ADC. Conclusions: cDWI
is able to provide better contrast between prostate cancer
and background tissue compared with standard ADC map;
improved subjective tumor conspicuity
Optimal combinations: b≥100 and ≥500 and b0 and 1000.
Combinations of b values with 0 and <500 are not suitable to
generate cDWI at b value 2000.
Best lesion conspicuity and best suppression: b3000. Best
anatomical delineation and less distortion: b2000. Contrast
ratio: almost linear with b value. Most preferred set: b2000.
Lesion visibility
Image quality
Wald test
Calculated high b value DWI based on IVIM is a viable
alternative. Equivalent lesion detection and image quality
at b1000 but slightly inferior at b2000.
DK model proved inferior and not recommended.
nee
Image quality
Lesion detection rate
Lesion demarcation
Maximum lesion diameter
Diagnostic confidence
SI ratio
Wilcoxon
Significantly better image quality of C-b1400 images. Cb1400 revealed more suspicious lesions
Noise
CNR
CNReff
Friedman chi 2
c-b2000IVIM
5
Feasibility study of computed vs measured high b-value (1400 s/mm 2)
diffusion-weighted MR images of the prostate
L. Bittencourt, U. Attenberger,
WJR
D.Lima et al.
28-6-2014
online
6
Quantitative Evaluation of Computed High b Value Diffusion-Weighted
Magnetic Resonance Imaging of the Prostate
M. Maas, J. Fütterer, T.
Scheenen
Investigative
Radiology
7
Computed diffusion-weighted imaging using 3-T magnetic resonance imaging
for prostate cancer diagnosis
Y. Ueno, S. Takahashi, K.
Kitajima et al.
European
Radiology
8
Computed diffusion-weighted imaging of the prostate at 3 T: impact on image
quality and tumour detection
A. Rosenkrantz, H.
European
Chandarana, N. Hindman et al. Radiology
9
Comparison of acquired diffusion weighted imaging and computed diffusion
weighted imaging for detection of hepatic metastases
H.Shimizu, H. Isoda, K.
Fujimoto et al.
European
Journal of
Radiology
10
Quantitative Investigative Analysis of Tumour Separability in the Prostate
Gland using Ultra-high- b-value Computed Diffusion Imaging
J. Glaister, A.Cameron, A.
Wong et al.
Annual
International
Conference
of the IEEE
11
Computed Diffusion-weighted MR Imaging May Improve Tumor Detection
M. Blackledge, M. Leach, D.
Collins et al.
Radiology
3T
0, 100, 400,
800
November
2013
3T
DWIH 100,
100, 500,
b values
500, 1400 en
1400 en 0,
up to
DWIL 0, 100,
100, 400, 800
5000
400, 800
25-7-2013
online
3T
0, 1000
b 1400
b1000
b2000
b 1400
b2000
m-b1400
c-b1400
Mono
Kurtosis >
exponentieel b1000
30
Elevated PSA
Pca staging
Surveillance post
treatment
Prostatitis
computer:
range b0 - b5000
in vivo:
m-b1400
c-b1400
Mono
exponentieel nee,
maar b value
(incl. ADCH ,
vanaf 100
ADCL , ADCLD )
42
Biopsy proven Pca
nee,
computer
simulation
nee
T2W
T2W + mDWI 1000
T2W + mDWI 2000
T2W + c DWI 2000
Mono
Biexponentieel exponentieel ?
80
Biopsy proven Pca
nee
ja
Diagnostic performance for Pca
(Sensitivity, Specificity, PPV,
NPV, Accuracy Az)
Contrast Ratio CR
ROC analyse, AUC
McNemar
cDWI2000 appears to be more effective than mDWI1000, and
Tukey-Kramer's
at least as effective as mDWI2000 for Pca diagnosis
Kappa
Tumour detection :
Subjective image quality :
Tumour-to-PZ contrast
Visual conspicuity
Suppression of benign prostate
Absence of distortion
Absence of ghosting
Overall image quality
Wilcoxon
b1500 has better suppression of benign prostate.
McNemar
Computed DWI using b value ≥ 1000 s/mm2 improves image
Logistic regression
quality and tumour detection
ANOVA
Accuracy
Sensitivity, specificity
ROC analysis, AUC
No significant differences between acquired DWI and
Kappa
computed DWI in the detection of hepatic metastases.
McNemar
3T
50, 1000
b1000 (allen)
b1500
b1500 (38x)
direct b1000
direct b1500
c-b1500
Mono voldoet
Mono
voor tumor
exponentieel
detectie
49
Biopsie positief
Biopsie negatief
Elevated PSA
nee
ja
Maart 2013
3T
0, 500
b0, b500,
b1000
b1000
m-b1000
c-b1000
BiMono
exponentieel.
exponentieel
Discussie IVIM
190
Evaluation hepatic
metastasis
nee
deels
100, 1000 en
b100
50, 75, 100,
b1000
1000
b100
b1000
b1500
b2000
b3000
b4000
m- b100
m- b1000
c- b100
c-b1000
c-b1500
c-b2000
c-b3000
c-b4000
Mono
nee
exponentieel
6
Onbekend - Pca ?
nee
nee
Tumour separability
Expected probability of error
TPR, FPR
ROC analysis
cDWI holds great potential for significantly improving
tumour seperability.
Optimal choice in the neighbourhood of b3000
0, 600
(phantom)
0, 900
(patients)
b1500
b2000
m-b900
c-b1500
c-b2000
IVIM ?
Mono
Stretched
exponentieel exponential
models ?
10
Whole body DWI
ja
nee
Phantom study: noise
Patients: Image quality
Malignant lesion detection
McNemar
Computed DWI allows higher b values to be obtained with
good SNR.
Tumour detection :
Subjective image quality :
Tumour-to-PZ contrast
Visual conspicuity
Suppression of benign prostate
Absence of distortion
Absence of ghosting
Overall image quality
Wilcoxon
McNemar
Computed DWI improves IQ, as well as sensitivity and PPV
Logistic regression for tumour detection
ANOVA
Wilcoxon
2012
3T
November
2011
1.5 T
b900
Computed diffusion-weighted imaging of the prostate at 3 T: impact on image
quality and tumour detection
Proc. Intl.
A. Rosenkrantz, H.
Soc. Mag.
Chandarana, N. Hindman et al.
Reson. Med.
2013
3T
50, 1000
b1000 (allen)
b1500
b1500 (38x)
direct b1000
direct b1500
c-b1500
13
Contrast-to-noise ratio in extrapolated and measured high b-value diffusion
weighted prostate MR images
M. Maas, J. Fütterer, T.
Scheenen
Proc. Intl.
Soc. Mag.
Reson. Med.
2011
3T
0, 100, 400,
800 en 100,
500, 1400
b1400
b1400
M. Blackledge, N. Tunariu, D.
Collins et al.
Proc. Intl.
Soc. Mag.
Reson. Med.
2011
1.5 T
0, 900
b900
b1500
b2000
Improved diagnostic accuracy of whole body diffusion weighted MRI using
computed imaging
at higher b values yields better CNReff than mDWI.
12-6-2013
online
12
14
CNReff in cDWI is comparable to mDWI at b value 1400. cDWI
15
Signal to noise ratio of high b-value diffusion weighted images is improved
using computed diffusion weighted imaging
M. Blackledge, D. Collins, D.
Koh et al.
Proc. Intl.
Soc. Mag.
Reson. Med.
2010
1.5 T
0, 600
range
range
16
Computed Diffusion Weighted Imaging (cDWI) for Improving Imaging Contrast
M. Blackledge, B. Wilton, C.
Messiou et al.
Proc. Intl.
Soc. Mag.
Reson. Med.
2009
1.5 T
50, 100,
250,750 en
50, 400, 800
b1400
b1400
b2000
49
Biopsie positief
Biopsie negatief
Elevated PSA
nee
ja
Mono
measured b1400
Mono
exponential
extrapolated b1400 exponentieel may not be
suffficient
11
Biopsy proven Pca
nee
nee
CNR
m-b900
c-b1500
c-b2000
10
DWIBS
(prostate 8, breast 1,
lymphoma 1)
nee
nee
Image quality
Suppression background signal ROC analysis, AUC c-b2000 resulted in significantly higher diagnostic accuracy
Lesion detection
Variance z test
than m-b900 and c-b1500
Diagnostic accuracy
ja
nee
Noise
for high b-values (>700 s/mm) the SNR of cDWI is improved
compared to conventional imaging
nee
nee
SNR
cDWI can improve the contrast for detection of pelvic and
bone tumours from background tissue at high b-values.
range tot b1500
voorbeeld:
m-b1000
c-b2000
acquired b1400
c-b1400
c-b2000
Niet bekend
nee
Niet bekend
nee
Niet bekend
nee
Any model
Mono
could be
exponentieel
implemented
1 voorbeeld Ca
2
Lymphoma iliac bone
Recurrent Pca
Image quality (CNR) of extrapolated images (b1400) is
comparable to that of measured images
67
Bijlage 2
Goedkeuring wetenschappelijk onderzoek
-
Brief dd 27 januari 2015 – Toetsingscommissie Wetenschappelijk Onderzoek Rotterdam e.o.
Onderzoek niet WMO plichtig.
-
Brief dd 19 februari 2015 – Raad van Bestuur Maasstad Ziekenhuis
Goedkeuring.
-
Bijlage dd 19 februari 2015 – Wetenschapsbureau Maasstad Ziekenhuis
Positief advies
68
69
70
71
72
Bijlage 3
Trial lijst met onderzoeksnummers vraag 1, 2 en 3
73
Klinisch significant volgens PI-RADS 2
?
exclusie
Trial
nummer
1
2
Nr
vraag
1
23
1
Nr
vraag
2
Nr
vraag
Datum MRI Datum
3
MRI onderzoek onderzoek biopsie
51
abdomen
screening
29-7-2014
25-7-2014
20-8-2014
Echo
75 (25-8-14)
Echogeleid: Prostaatbiopten links en rechts met in beide localisatie van een adenocarcinoom
van de prostaat. Gleason 3 + 3, score 6.
Oorspronkelijk verslag MRI: ossaal gemetastaseerd. Extra capsulaire uitbreiding,
invasie vesiculae seminales, klieren.
Echo
6,4 (12-8-14)
Echogeleid: geen maligniteit
Oorspronkelijk verslag MRI: uitgesproken artefacten, diffusieweging niet mogelijk
13-12-2012
17 dagen
(biopsie
2012)
(biopsie
2012)
Echo
6,6 (2-7-14)
Echogeleid: geen maligniteit
15-10-2014
5 dagen
Echo
0,9 (25-9-14)
Echogeleid prostaatbiopten: I en II: Prostaatnaaldbiopten beiderzijds: in alle uitgenomen biopten
massale infiltratie adenocarcinoom, Gleason score 4 + 5.
Echo
5,7 (2-7-14)
Echogeleide biopten: geen maligniteit
Echo
4,7 (13-10-14)
Echo
24,8 (17-9-14)
Echogeleid biopten li en re zonder maligniteit
Echogeleid: I prostaatnaaldbiopten links: 1 biopt met atypical small acinar proliferation (ASAP),
diameter < 0,5 mm. Geen carcinoom. II: prostaatnaaldbiopten rechts: in 1 van de biopten 5
atypische buisjes. Deze zijn (sterk) verdacht voor adenocarcinoom.
screening
9-7-2014
25-3-2011
54
stagering
29-8-2014
16-9-2014
5
55
screening
28-8-2014
22-11-2012
6
56
screening
13-8-2014
57
abdomen
10-10-2014
20 dagen
(biopsie
2011)
8
58
screening
28-7-2014
26-3-2014
9
59
screening
24-10-2014
31-3-2014
4 maanden
vóór MRI
6 maanden
vóór MRI
64 dagen
10
4
60
abdomen
8-10-2014
11-12-2014
11
24
61
screening
screening
6-10-2014
10-10-2014
17-9-2014
12
5
62
abdomen
24-10-2014
17-11-2014
12-1-15 RP. (Acinair) adenocarcinoom. Locatietumor: anterior, posterior en apex.
Gleasonscore: 3+3=6. Zijdigheid tumorlokalisatie: beiderzijds. Volumepercentage
tumor tov hele prostaat: 5,0%
8-7-14 TUR prostaat: adenocarcinoom (Gleason 4 + 5), waarbij plm. 1% van het
weefsel is ingenomen. 4-3-15 biopten "weer prostaat adenoca 4+5".
27-5-15 TUR blaashals "lokalisatie van het bekende prostaatcarcinoom"
24 dagen
5,5
Echogeleid: re in alle 5 biopten adenocarcinoom
RP 15-1-2015: Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
adenocarcinoom.Locatietumor: anterior en posterior. Gleasonscore: 3+4=7.
Zijdigheid tumorlokalisatie: rechts. Volumepercentage tumor tov hele prostaat:
9,0%.
detectie
16-10-2014
6
63
64
stagering
screening
7-11-2014
10-9-2014
2-12-2014
25 dagen
Echo
12,8 (9-10-14)
6,4 (18-7-14)
15
25
65
stagering
31-10-2014
6-11-2014
Echo
6,1 (20-10-14)
16
7
66
stagering
20-8-2014
7-8-2014
6 dagen
13 dagen
vóór MRI
Echo
5,2 (juli 14)
Geen maligniteiten wel ontsteking
Echogeleid: Prostaatbiopten rechts: mogelijk 1 flardje met PIN. Links in 4 van 4 biopten
adenocarcinoom Gleason 3+4 = 7.
11
Prostaatbiopten (zijdigheid niet vermeld): in drie van de biopten sterke verdenking op
adenocarcinoom (totale lengte 8 mm). Immuunhistochemie ter bevestiging en gradering volgt.
Aanvulling d.d. 15-12-14: Immuunhistochemie bevestigt bovenstaande conclusie. Gleason
gradering 3+3=6.
3,3 (21-7-14)
Prostaatbiopten links (apex) met in beide localisatie van een adenocarcinoom van de prostaat.
Gleason 3 + 3, score 6. Tumorpercentages 50 en 80%. II: Prostaatbiopten links (midden) met in
beide localisatie van adenocarcinoom van de prostaat.
Echo
RP
11,3 (20-5-14)
Echogeleid: I. Prostaatbiopten linker apex: geen maligniteit. II en III. Prostaatbiopten links
midden en links basis: in deze twee locaties in alle biopten adenocarcinoom (Gleason 4 + 5).
Voor infiltratiepercentage zie microscopie. IV t/m VI. Prostaatnaaldbiopten rechts: geen
maligniteit.
Geen echogeleid biopt vd prostaat
I en II prostaatnaaldbiopten links en rechts: geen maligniteit.
Geen maligniteit !?? Advies controle.
RP : Microscopie Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor: (acinair)
(Acinair) adenocarcinoom. Locatietumor: anterior en posterior. Gleasonscore: 4+3=7. Zijdigheid adenocarcinoom. Locatietumor: anterior en posterior. Gleasonscore: 4+3=7.
tumorlokalisatie: links
Zijdigheid tumorlokalisatie: links. Multifocaal: nee. Afmeting tumor: 1,6 cm
I: Prostaatnaaldbiopten links: 4 naaldbiopten met in 1 van de 4 naaldbiopten een klein focus
goed gedifferentieerd adenocarcinoom (Gleasonscore 3 + 3 = 6) (2 mm). II: prostaatnaaldbiopten
rechts: 5 naaldbiopten met in 1 van de 5 naaldbiopten een klein focus goed gedifferentieerd
adenocarcinoom (Gleasonscore 3 + 3 = 6) (1 mm).
Gegevens: Op 21-8-14 sigmoidresectie met en bloc blaasdakresectie, anastomose
met ileostoma. In situ. N.b. epididymitis re. Naar lever gemetastaseerd colonca. CT
abdomen: colovesicale fistel.
18
19
8
9
67
68
10
69
20
21
26
70
71
22
11
72
23
12
73
31
32
33
19
20
21
22
Echo
abdomen
detectie
detectie
abdomen
detectie
9-7-2014
7-7-2014
9-7-2014
23-9-2014
19-9-2014
6-8-2014
20-10-2014
27 dagen
Echo
5,6 (1-5-14)
6,8 (21-7-14)
stagering
7-8-2014
13-okt-14
67 dagen
Echo
RP
1,5 (21-7-14)
stagering
detectie
28-7-2014
24-7-2014
26-9-2014
27 dagen
60 dagen
Echo
3,5 (24-7-14)
75
stagering
23-7-2014
31-7-2014
8 dagen
Echo
RP
113,3 (26-6-14)
76
stagering
9-7-2014
? elders
20 dagen
(RP)
Echo
RP
14,6
15
30
21-8-2014
16 dagen
5,2 (28-8-14)
26
18
screening
10-9-2014
MRI
RP
14
29
25-8-2014
40 dagen
26 dagen
25
17
abdomen
10-12-2014
12-11-2014
74
28
14-11-204
16-10-2014
13
16
31-10-2014
abdomen
Echo
MRI
stagering
24
27
screening
113
77
abdomen
detectie
78
stagering
79
stagering
80
abdomen
detectie
81
82
83
abdomen
detectie
111
112
stagering
stagering
9-7-2014
8-7-2014
10-9-2014
7-11-2014
26-8-2014
11-8-2014
16-9-2014
11-9-2014
5-3-2015
5-3-2015
TNM
Aantal
cTNM / pTNM tumoren
6
1,84 cc
T2c
pT2cNx
6
ja (op basis
van MR
beelden)
ja?
Vesiculae
seminales? T3a
>1
cT3a
1
1
9
T2c
pT2cN0M0
7
T2a
pT2aNx
>1
8
T3b
cT3bN1M1b
>1
7
T3a
cT3aR0Nx
1
Oorspronkelijk verslag MRI: hooggradige maligniteit perifere zone hoog apicaal/ mid
glandulair. Tweede afw re paramediaan in transitiezone tot FMS.
13
14
17
EPE
Oorspronkelijk verslag MRI: geen aanwijzing voor hooggradige maligniteit. Beleid:
revisie 3 maanden plus tevoren PSA
Oorspronkelijk verslag MRI: waarschijnlijk van BPH, kleine zone met wat diffusie
restrictie apicaal links paramediaan.
Voorgeschiedenis blaascarcinoom.
12,2 (17-9-14)
Echo
RP
Gleason ≥ Volume ≥
7
0,5 cc
Oorspronkelijk verslag MRI: focale afwijking afw. li midglandulair
8,1 (13-6-14)
53
3
(I: link s. II: rechts)
MRI-geleid. Geen aanwijzingen voor maligniteit. Actieve ontsteking/prostatitis (in een
waarschijnlijk fibroplastische nodus). Gezien de representatieve biopten berust de afwijking op
een prostatitis.
Opmerkingen
15,7 (25-8-14)
22-10-2014
7
19,6 (11-6-14)
0,5 (10-7-14)
Radicale Prostatectomie
Echo
30-9-2014
2
MRI
Biopsie - Echo geleid of MRI geleid
MRI
RP
stagering
4
22 dagen
PSA
MRI geleid. Prostaatbiopten (apicaal rechts): in 1 van de drie biopten een 2 mm lang focus van
adenocarcinoom; Gleason score 3+3=6. Immuunhistochemie ter bevestiging volgt. Patholoog:
immuunhistochemie bevestigt bovenstaande.
Echogeleid: 10 biopten zonder maligniteit. 23-2-2015 opnieuw biopt uitslag: I en II
prostaatnaaldbiopten links en rechts: geen maligniteit.
52
3
Tijd tussen PA
MRI en
bepalin
biopsie
g
30-7-2014
? elders
20-11-2014
8-10-2014
17-9-2014
27-1-2015
21 dagen
MRI
RP
7,7 (17-6-14)
Echogeleid: I en II. Prostaatnaaldbiopten beiderzijds: in alle uitgenomen naaldbiopten
uitgebreide localisatie adenocarcinoom. Gleasonscore 4 + 4 =8.
Geen echogeleid of mri biopt
RP (22 sep 14): Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO):
(acinair) adenocarcinoom. Gleasonscore tumor: 3 + 4 = 7. Zijdigheid
tumorlokalisatie: beiderzijds. Volumepercentage tumor tov hele prostaat exact:
20,0 %. Extra-prostatische uitbreiding: aanwezig. Radiaire uitbreiding buiten de
normale contour van de prostaat: 6 mm. Vesiculae seminalis: tumordoorgroei.
13 dagen
Echo
10612
(21-10-14)
I en II prostaatnaaldbiopten beiderzijds: localisatie adenocarcinoom in alle genomen
naaldbiopten, Gleason score 4 + 3.
43 dagen
Echo
RP
5,5 (17-7-14)
Prostaat biopt perifere zone rechts apicaal: adenocarcinoom, Gleason graad 3+3 = 6 over een
totale lengte van 8 mm.
618,1 (27-8-14)
I en II: prostaatbiopten resp. links en rechts: in alle biopten wordt een adenocarcinoom,
Gleasonscore 4 + 4 = 8 aangetroffen, in I is dit deels ook intraductaal gelegen. Voor
infiltratiepercentage zie microscopie.
37 dagen
Echo
6,0 (19-1-15)
8,3
6
1,08 cc
T3a
pT3aR0Nx
1
6
4,16 cc
T3a
cT3a
1
7
T3b
pT3bR1N1
1
7
T2a
pT2aNxMx
1
T4
pT4R0N0M0
1
7
T2c
pT2cNx
>1
7
T3b
pT3bN1M1a
>1
7
T2c
pT2cN0
1
7
T2c
pT2cNx
>1
7
T3b
pT3bR1Nx
1
7
T3
cT3NoM1
>1
7
T2c
pT2cR0Nx
1
Oorspronkelijk MRI verslag: ossale metastasering.
8
T3
cT3N1M1
>1
Oorspronkelijk MRI verslag: afw. li dorsolateraal in perifere zone.
7
T2c
pT2cR0N0M0
RP (22-9-2014) : Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO):
(acinair) adenocarcinoom. Gleasonscore tumor: 4 + 3 = 7 met een tertiaire
component van 5. Zijdigheid tumorlokalisatie: beiderzijds. Volumepercentage tumor
tov hele prostaat exact: 9,0 %.
MRI geleid: Prostaatbiopten perifere zone links waarin een adenocarcinoom, Gleason gradering
3+4 is 7.
Opnieuw biopten genomen en daar is in de rechterkant in één biopt- Gleason 3+4 = 7
prostaatcarcinoom gevonden en in andere biopt Gleason 3+3 = 6 prostaatcarcinoom. Aan de
linkerkant is er géén maligniteit gevonden.
Echo
MRI geleide biopsie: afw. rechts in de perifere zone op mid prostaat niveau, hieruit
werden biopten genomen. De afw. links anterieur is bij nader inzien toch wel op de
diffusiegewogen opnamen te zien. Hieruit zijn dus geen biopten genomen. De
afwijkingen zouden goed kunnen passen bij een multifocaal prostaatcarcinoom.
RP (19-9-14): Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
adenocarcinoom. Gleasonscore: 3+4=7. Zijdigheid tumorlokalisatie: beiderzijds.
Volumepercentage tumor tov hele prostaat: 10,0%. Tumoruitbreiding Extraprostatische uitbreiding: niet aanwezig. Vesiculae seminalis: geen tumorlokalisatie.
7,9
1 dag
Oorspronkelijk verslag MRI: kleine zone van diffusierestrictie in TZ, lijkt BPH op
basis van T2. Li dorsolateraal PZ met wat puilen kapsel. Relatief benigne karakter
RP (13-2-14): Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
adenocarcinoom. Locatietumor: anterior, lateraal, posterolateraal, posterior en
apex.
MRI geleid Prostaatbiopten (rechts basaal): in drie van de biopten een adenocarcinoom.
Gleasonscore: 3+4=7. Zijdigheid tumorlokalisatie: beiderzijds. Volumepercentage
Gleason score 3+3=6; totale lengte 12 mm.
tumor tov hele prostaat: 40,0%.
RP (23-10-14): Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
adenocarcinoom. Gleasonscore tumor: 3 + 4 = 7. Zijdigheid tumorlokalisatie:
beiderzijds. Volumepercentage tumor tov hele prostaat exact: 80,0 %.
Tumorlokalisatie: apex rechts, apex links, apex centraal, blaashals rechts,
Prostaatnaaldbiopten I t/m VI (voor verdeling zie klinische gegevens): in al het biopsiemateriaal, blaashals links. Extra-prostatische uitbreiding: aanwezig. Radiaire uitbreiding
in ieder biopt +/- 80% van het volume van ieder biopt, adenocarcinoom van de prostaat
buiten de normale contour van de prostaat: 2,5 mm. Vesiculae seminalis:
overwegend Gleason 4 + 3 = 7, focaal met een tertiaire component 5 daarbij.
tumordoorgroei.
RP (29-7-14): Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
I prostaatnaaldbiopten links; in vier van de vier biopten lokalisatie adenocarcinoom, Gleason
adenocarcinoom. Gleasonscore tumor: 3 + 4 = 7. Zijdigheid tumorlokalisatie:
score 3+4 = 7. Er is perineurale groei. Alle biopten worden volledig ingenomen door tumor. II
beiderzijds. Volumepercentage tumor tov hele prostaat exact: 15,0 %. Andere
prostaatnaaldbiopten rechts: in een van de vier biopten lokalisatie adenocarcinoom Gleason
afwijking: geen afwijking. Tumorlokalisatie: apex rechts, apex links, apex centraal.
score 3 +3 =6 met perineurale groei. De lengte van het gebied met tumor bedraagt 5 mm bij een Extra-prostatische uitbreiding: niet aanwezig. Vesiculae seminalis: geen
totale biopsielengte van 48 mm.
tumorlokalisatie.
Echo
RP
12 dagen
(RP)
Oorspronkelijk verslag MRI: skeletmetastasen.
Echogeleid:rechts geen afwijkingen, links in alle 4 biopten 50% Gleason 4+3=7
adenocarcinoom van de prostaat.
Extreem hoge waarde is overgenomen in histologie verslag. PSA 1-12-14: 33,7.
Oorspronkelijk verslag MRI: mogelijk twee laesies? Li dorsolateraal, mid en re
dorsolateraal PZ.
RP (17-12-14) Invasieve tumor aanwezig: ja; 1 tumor. Type tumor (WHO): (acinair)
adenocarcinoom. Gleasonscore: 3+4=7. Zijdigheid tumorlokalisatie: beiderzijds.
Volumepercentage tumor tov hele prostaat: 10,0%. Tumoruitbreiding Extraprostatische uitbreiding: niet aanwezig. Vesiculae seminalis: geen tumorlokalisatie.
RP (17-3-15) acinair adenocarcinoom. Volumepercentage tumor t.o.v. hele
prostaat: 20%. Gleason 4+3=7. EPE: nee. Vesiculae seminales geen
tumorlokalisatie.
Status na Millin prostatectomie 2007. Sinds 2011 PSA stijging. Oorspronkelijk MRI
verslag: PI-RADS 2. Afw. li basaal PZ, vermoedelijk restafwijking na prostatitis.
6
0,76 cc
1
74
Bijlage 4
Voorbeeld meting tumorgrootte PZ en tumorgrootte TZ
Tumor in de perifere zone. Meting op de ADC map.
Tumor in de transitie zone (en perifere zone). Meting op het T2 beeld.
75
Bijlage 5
Overzicht pTNM en cTNMm scores
Tabel: Verdeling T stadiering
TNM score
Frequency
Percent
Valid Percent
Cumulative
Percent
Valid
T2a
1
4,8
5,6
5,6
T2c
7
33,3
38,9
44,4
T3
2
9,5
11,1
55,6
T3a
3
14,3
16,7
72,2
T3b
4
19,0
22,2
94,4
T4
1
4,8
5,6
100,0
18
85,7
100,0
3
14,3
21
100,0
Total
Missing
System
Total
Tabel: Verdeling pTNM en cTNM scores.
pTNM of cTNM score
Frequency
Percent
Valid Percent
Cumulative
Percent
pT2aNx
1
4,8
5,6
5,6
pT2cN0
1
4,8
5,6
11,1
pT2cNx
3
14,3
16,7
27,8
pT2cN0M0
1
4,8
5,6
33,3
pT2cR0Nx
1
4,8
5,6
38,9
pT2cR0N0M0
1
4,8
5,6
44,4
cT3N0M1
1
4,8
5,6
50,0
cT3N1M1
1
4,8
5,6
55,6
cT3a
2
9,5
11,1
66,7
pT3aR0Nx
1
4,8
5,6
72,2
pT3bR1Nx
1
4,8
5,6
77,8
pT3bR1N1
1
4,8
5,6
83,3
pT3bN1M1a
1
4,8
5,6
88,9
cT3bN1M1b
1
4,8
5,6
94,4
cT4R0N0M1
1
4,8
5,6
100,0
18
85,7
100,0
3
14,3
21
100,0
Valid
Total
Missing
Total
System
76
Bijlage 6
Verantwoording Klinische significantie tumoren
Tabel: Een groot deel van de tumoren is significant op basis van de Gleason score; de overige op basis van de
tumorgrootte.
Klinisch significant volgens PI-RADS 2 ?
Trial
nummer
2
4
7
12
13
17
18
19
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Nummer
vraag 1
1
2
3
5
6
8
9
10
12
1
14
15
16
17
18
19
20
21
Gleason ≥ 7
Volume ≥ 0,5 cc
EPE
6
6
9
7
8
6
6
7
6
7
7
7
7
7
7
7
8
7
1,84 cc
Ja, op basis MR beelden
Ja, vesiculae seminales?
1,08 cc
4,16 cc
0,76 cc
Afbeelding: Voorbeeld bepaling tumorvolume (trialnummer 2), volgens PI-RADS 2.
Prostaatvolume = Length x Width x Height x 0,52 = 4,03 x 4,76 x 3,72 x 0,52 = 36,87 cm3.
Gegeven uit RP: tumorvolume = 5% = 0,05 X 36,87 = 1,84 cm3.
77
Afbeelding: Voorbeeld bepaling tumorvolume (trialnummer 17).
Tumorvolume = Length x Width x Height = 2,41 x 1,44 x 1,2 cm = 4,16 cm 3.
Height op basis van drie coupediktes = 3 x 4 mm = 1,2 cm.
78
Bijlage 7
Scoreformulier vraag 2
79
Bijlage 8
Verantwoording significantie Tumordetectie vraag 1
Eerste deel: Gescoorde laesies (SPSS)
Tweede deel: Sensitiviteit (CRC Press Biostatistics Serie)
Tabel: Oordeel verdenking radioloog 1. Uitgaande van één laesie per patiënt.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r1 & Oordeel
Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r1
Oordeel Verdenking Pca -
Oordeel Verdenking Pca -
PIRADS Ca1400 r1
PIRADS Ca3000 r1
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Niet verdacht voor Pca
4
1
Wel verdacht voor Pca
1
15
Tabel: Oordeel verdenking radioloog 2. Uitgaande van één laesie per patiënt.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r2 & Oordeel
Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r2
Oordeel Verdenking Pca -
Oordeel Verdenking Pca -
PIRADS Ca1400 r2
PIRADS Ca3000 r2
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Niet verdacht voor Pca
7
2
Wel verdacht voor Pca
0
12
Tabel: Test statistics McNemar
Test Statisticsa
Oordeel
Oordeel
Verdenking Pca
Verdenking Pca
- PIRADS
- PIRADS
Ca1400 r1 &
Ca1400 r2 &
Oordeel
Oordeel
Verdenking Pca
Verdenking Pca
- PIRADS
- PIRADS
Ca3000 r1
Ca3000 r2
N
Exact Sig. (2-tailed)
21
21
1,000b
,500b
a. McNemar Test
b. Binomial distribution used.
80
Tabel: Oordeel verdenking radioloog 1. Uitgaande van alle laesies.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r1 & Oordeel
Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r1
Oordeel Verdenking Pca -
Oordeel Verdenking Pca -
PIRADS Ca1400 r1
PIRADS Ca3000 r1
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Niet verdacht voor Pca
4
1
Wel verdacht voor Pca
1
18
Tabel: Oordeel verdenking radioloog 2. Uitgaande van alle laesies.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r2 & Oordeel
Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r2
Oordeel Verdenking Pca -
Oordeel Verdenking Pca -
PIRADS Ca1400 r2
PIRADS Ca3000 r2
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Niet verdacht voor Pca
7
2
Wel verdacht voor Pca
0
13
Tabel: Test statistics McNemar
Test Statisticsa
Oordeel
Oordeel
Verdenking Pca Verdenking Pca
- PIRADS
- PIRADS
Ca1400 r1 &
Ca1400 r2 &
Oordeel
Oordeel
Verdenking Pca Verdenking Pca
- PIRADS
- PIRADS
Ca3000 r1
Ca3000 r2
N
Exact Sig. (2-tailed)
24
22
1,000b
,500b
a. McNemar Test
b. Binomial distribution used.
81
82
83
84
85
Bijlage 9
Verantwoording Kappa waarden Tumordetectie vraag 1
Mate van overeenkomst in PI-RADS scores tussen beide beoordelaars.
Eerste deel: ongewogen Kappa (SPSS).
Tweede deel: gewogen Kappa (VassarStats).
Tabel: Kappa calculated b1400 serie. Vergelijking PI-RADS scores (X), 1, 2,3, 4 en 5.
Classificatie PCa c1400 r1 * Classificatie PCa c1400 r2 Crosstabulation
Count
Classificatie PCa c1400 r2
X
Highly
Unlikely
Equivocal
Total
Likely
Highly likely
unlikely
Classificatie PCa c1400
r1
X
0
0
1
0
0
0
1
Unlikely
0
1
1
0
0
0
2
Equivocal
0
0
2
0
0
0
2
Likely
0
0
0
1
2
0
3
Highly likely
1
0
0
2
2
8
13
1
1
4
3
4
8
21
Total
Symmetric Measures
Value
Asymp. Std.
Approx. Tb
Approx. Sig.
Errora
Measure of Agreement
Kappa
,323
N of Valid Cases
,118
2,863
,004
21
a. Not assuming the null hypothesis.
b. Using the asymptotic standard error assuming the null hypothesis.
Tabel: Kappa calculated b3000 serie. Vergelijking PI-RADS scores 1, 2,3, 4 en 5.
Classificatie PCa c3000 r1 * Classificatie PCa c3000 r2 Crosstabulation
Count
Classificatie PCa c3000 r2
Unlikely
Classificatie PCa c3000 r1
Total
Equivocal
Likely
Total
Highly likely
Highly unlikely
2
0
0
0
2
Unlikely
2
0
0
0
2
Equivocal
0
0
1
0
1
Likely
0
1
2
0
3
Highly likely
1
1
3
8
13
5
2
6
8
21
86
Symmetric Measures
Value
Approx. Tb
Asymp. Std.
Approx. Sig.
Errora
Measure of Agreement
Kappa
N of Valid Cases
,384
,123
3,341
,001
21
a. Not assuming the null hypothesis.
b. Using the asymptotic standard error assuming the null hypothesis.
Tabel: Kappa calculated b1400 serie. Vergelijking PI-RADS scores 1,2,3 vs 4,5.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r1 * Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca1400 r2
Crosstabulation
Count
Oordeel Verdenking Pca -
Total
PIRADS Ca1400 r2
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Oordeel Verdenking Pca -
Niet verdacht voor Pca
5
0
5
PIRADS Ca1400 r1
Wel verdacht voor Pca
4
12
16
9
12
21
Total
Symmetric Measures
Value
Asymp. Std.
Approx. Tb
Approx. Sig.
Errora
Measure of Agreement
Kappa
N of Valid Cases
,588
,169
2,958
,003
21
a. Not assuming the null hypothesis.
b. Using the asymptotic standard error assuming the null hypothesis.
87
Tabel: Kappa calculated b3000 serie. Vergelijking PI-RADS scores 1,2,3 vs 4,5.
Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r1 * Oordeel Verdenking Pca - PIRADS Ca3000 r2
Crosstabulation
Count
Oordeel Verdenking Pca -
Total
PIRADS Ca3000 r2
Niet verdacht
Wel verdacht
voor Pca
voor Pca
Oordeel Verdenking Pca -
Niet verdacht voor Pca
4
1
5
PIRADS Ca3000 r1
Wel verdacht voor Pca
3
13
16
7
14
21
Total
Symmetric Measures
Value
Asymp. Std.
Approx. Tb
Approx. Sig.
Errora
Measure of Agreement
Kappa
N of Valid Cases
,538
,198
2,536
,011
21
a. Not assuming the null hypothesis.
b. Using the asymptotic standard error assuming the null hypothesis.
88
Kappa calculated b1400 serie. Gewogen vergelijking PI-RADS scores (X), 1, 2,3, 4 en 5.
89
Kappa calculated b3000 serie. Gewogen vergelijking PI-RADS scores 1, 2,3, 4 en 5.
90
Bijlage 10
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400, c3000 en s3000
Vergelijking beeldkwaliteit calculated b1400, calculated b3000 en gescand b3000.
Inclusief Pairwise comparisons.
Tabel: Tumor-PZ contrast. Descriptives, Friedman Ranks, Test statistics.
Descriptive Statistics
N
Mean
Std. Deviation
Minimum
Maximum
Tumor-PZ contrast c1400
4
,3025
,14361
,10
,43
Tumor-PZ contrast c3000
4
,9775
,04500
,91
1,00
Tumor-PZ contrast s3000
4
,1175
,07890
,01
,19
Ranks
Mean Rank
Tumor-PZ contrast c1400
1,75
Tumor-PZ contrast c3000
3,00
Tumor-PZ contrast s3000
1,25
Test Statisticsa
N
Chi-Square
df
Asymp. Sig.
4
6,500
2
,039
a. Friedman Test
91
92
Bijlage 11
Verantwoording significantie vraag 2; vergelijking c1400 en c3000
Vergelijking beeldkwaliteit calculated b1400 en calculated b3000.
Eerste deel: beoordeling door onderzoeker MH.
Tweede deel: beoordelaar 1.
Derde deel: beoordelaar 2.
Tabel: Tumor-PZ contrast. Descriptives, Friedman Ranks, Test statistics.
Descriptive Statistics
N
Mean
Std. Deviation
Minimum
Maximum
Tumor-PZ contrast c1400
32
,3481
,18487
,07
,79
Tumor-PZ contrast c3000
32
,9075
,11681
,65
1,00
Ranks
Mean Rank
Tumor-PZ contrast c1400
1,00
Tumor-PZ contrast c3000
2,00
Test Statisticsa
N
Chi-Square
32
32,000
df
1
Asymp. Sig.
,000
a. Friedman Test
Tabel: Onderdrukking normaal prostaatweefsel. Descriptives, Friedman Ranks, Test statistics.
Descriptive Statistics
N
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c1400
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c3000
Mean
Std. Deviation
Minimum
Maximum
24
3,08
,504
2
4
24
3,50
,590
3
5
Ranks
Mean Rank
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c1400
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c3000
1,29
1,71
93
Test Statisticsa
N
24
Chi-Square
10,000
df
1
Asymp. Sig.
,002
a. Friedman Test
Tabel: Onderdrukking normaal prostaatweefsel. Descriptives, Friedman Ranks, Test statistics.
Descriptive Statistics
N
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c1400
Onderdrukking normaal
prostaatweefsel c3000
Mean
Std. Deviation
Minimum
Maximum
23
3,09
,288
3
4
23
4,13
,344
4
5
Ranks
Mean Rank
Onderdrukking normaal
1,00
prostaatweefsel c1400
Onderdrukking normaal
2,00
prostaatweefsel c3000
Test Statisticsa
N
Chi-Square
df
Asymp. Sig.
23
23,000
1
,000
a. Friedman Test
94
Bijlage 12
Uitkomst analyse scans testsessie
Uitkomst van de analyse van de testscans, sessie 8 januari 2015
Hieronder worden de uitkomsten van de analyse van de testscans van de proefpersoon MH en van
het fantoom besproken.
Hierbij staat de volgende vraag centraal: Wat is de betrouwbaarheid van computed b3000 beelden?
Overweging met betrekking tot de proefpersoon: er wordt een normale scan verwacht; geen diffusie
beperking.
Overweging met betrekking tot het fantoom: Het gebruikte fantoom bestaat uit orthogonaal
verlopende buisjes. De ontwikkelaars van het fantoom hebben vastgesteld dat de ADC waarden niet
gelijk zijn in de x-, y- en z- georiënteerde buisjes. De beste ADC waarden worden verkregen in de zrichting; de slechtste in de y-richting en de x-richting daar tussenin. De verschillen in de drie assen
zijn op de test afbeeldingen duidelijk zichtbaar. De buisjes in de z-richting worden steeds het beste,
meest betrouwbaar, afgebeeld. Daarnaast lijkt het partieel volume effect ook een rol te spelen: het
fantoom heeft niet volledig symmetrisch gelegen, waardoor een buisje niet volledig in het sagittale of
coronale afgebeelde scanvlak ligt. Een buisje ligt echter wel steeds ‘volledig’ in het scanvlak bij een
transversale slice, zij het op doorsnede.
Afbeelding 1: het fantoom ligt enigszins geroteerd. De bovenste twee beelden zijn b100 trace
images. De onderste twee beelden zijn ADC maps en tonen ‘streperige’ buizen.
95
Afbeelding 2: links is een coronale MPR te zien. Rechts een transversaal source image, waarin het
coronale MPR vlak getoond is. De rotatie is hier nogmaals te zien.
Afbeelding 3: links is een sagittale MPR te zien. Rechts een transversaal source image, waarin het
sagittale MPR vlak getoond is. De rotatie is hier nogmaals te zien. N.b. het sagittale vlak toont
duidelijk de distortion van het beeld.
96
Overal, let op bij het vergelijken van beelden van de proefpersoon en de testscan:
de volgorde van de scans, en daarmee de getoonde beelden, is bij de proefpersoon en bij de testscan
verschillend.
Trace images
De trace images van de proefpersoon tonen bij toenemende b waarde een afnemend signaal, zoals
verwacht. Het b3000 beeld heeft vrijwel geen (achtergrond) signaal meer. Het betreft echter een niet
afwijkende casus; er is ook geen hoog signaal te verwachten.
De trace images van het fantoom tonen bij toenemende b waarde een minder sterke afname van het
signaal; dit ten gevolge van T2 shine through van de vloeistof in het fantoom. Zie afbeelding 4. Op het
b800 beeld is een iets hoger signaal in de buisjes te zien, ten gevolge van diffusie beperking. Dit komt
heel duidelijk tot uiting op het b3000 beeld, echter alleen in de buisjes in de z-richting. De buisjes in
de x-richting en y-richting zijn niet zichtbaar op het b3000 beeld.
Afbeelding 4. Trace images, vergroting. b100 (links boven), b400 (rechts boven), b800 (links onder)
en b3000 (rechts onder). Weergave in default window.
In de vier afbeeldingen zijn ROI’s geplaatst, zie afbeelding 5. De volgende mean waarden zijn te zien:
- b100 beeld: vloeistof 1599, buisje 392.
- b400 beeld: vloeistof 893, buisje 307.
- b800 beeld: vloeistof 411, buisje 217.
- b3000 beeld: vloeistof 39, buisje 56.
Er is een absolute afname van mean waarden te zien; echter een relatieve toename van de waarde in
het buisje ten opzichte van de waarde in de vloeistof.
Het b3000 trace beeld toont de diffusie beperking heel duidelijk.
97
Afbeelding 5. Mean waarden van de vloeistof en van een buisje. b100 (links boven), b400 (rechts
boven), b800 (links onder) en b3000 (rechts onder). Weergave in default window.
ADC maps
De ADC maps van de proefpersoon komen over het algemeen overeen. De ADC map uit de gescande
b3000 serie toont een hoog signaal in de perifere zone. Hoog signaal op een ADC map wordt
veroorzaakt door vrije diffusie (zoals in de blaas) of door een persisterend T2 signaal; T2 shine
through. De perifere zone geeft een hoog signaal op een diffusie beeld met lage waarde, zoals b0 of
b100. De ADC map van de gescande b3000 sequentie is berekend uit b100, b400 en b3000 trace
images. De ADC maps van de calculated b3000 sequentie en van de calculated b1400 sequentie zijn
berekend uit b100, b400 en b800 trace images. Alle drie de sequenties maken gebruik van een b100
en b400 trace image; deze beelden tonen een hoog signaal in de perifere zone, T2 shine through. Bij
eerst genoemde sequentie is er een bijdrage van het b3000 trace image; hierop is geen enkele T
shine through meer te zien, maar vreemd genoeg toont juist die ADC map het hoge signaal in de
perifere zone. De oorzaak van het hoge signaal is niet duidelijk; het hoge signaal lijkt wel gunstig,
aangezien prostaatcarcinoom een beperkte diffusie heeft en dus een laag signaal op een ADC map
geeft. De afwijking zal in dit geval met een groter contrast afgebeeld worden.
De gescande b3000 sequentie lijkt hier in het voordeel, zie afbeelding 6.
De ADC maps van het fantoom zijn duidelijk verschillend voor de gescande sequenties en calculated
sequenties. De buisjes, waarin sprake is van diffusie beperking, worden op de ADC maps van de
gescande b3000 series homogener afgebeeld dan op de ADC maps van de gecalculeerde series, zie
afbeelding 7. Op een ADC map moet diffusie beperking zich uiten door een laag signaal. Zowel de
ADC maps van de gecalculeerde beelden als van de gescande beelden tonen een laag signaal, maar in
het geval van de gescande beelden dus meer homogeen.
De ADC maps uit de gescande sequenties lijken in het voordeel.
98
Afbeelding 6: ADC maps, vergroot. Van links naar rechts: gescand b3000, calculated b3000 en
calculated b1400.
Afbeelding 7: vergelijking ADC maps uit gecalculeerde sequenties en gescande sequenties. Links
boven calculated b3000, rechts boven gescand b3000 met NSA 4, 6, 12, links onder gescand b3000
met NSA 4, 10,32 en rechts onder calculated b1400, rechts onder.
99
Gecalculeerde beelden
De gecalculeerde beelden van de proefpersoon tonen vrij grote verschillen. Bij vergelijking van de drie
series is het verschil tussen de calculated b1400 en calculated b3000 uit de b waarden 100, 400 en
800 goed verklaarbaar. Het contrast op het calculated beeld uit de b waarden 100, 800 en 3000 is
echter niet logisch verklaarbaar. Op laatstgenoemd beeld is het signaal in de blaas veel te hoog, zie
afbeelding 8. Het calculated b3000 beeld, berekend uit lagere b waarden geniet hier de voorkeur.
Afbeelding 8: vergelijking calculated images. Van links naar rechts: calculated b3000 uit b100, b800
en b3000, calculated b3000 uit b100, b400 en b800, calculated b1400 uit b100, b400 en b800.
De gecalculeerde beelden van het fantoom tonen verschillen, overeenkomstig de beelden van de
proefpersoon. De betrouwbaarheid van de beelden is echter moeilijk te bepalen, gezien het feit dat
er verschillen zijn in ADC waarden in de z-richting en x- en y-richting. Hoewel het hier geen ADC maps
betreft, zijn op deze gecalculeerde beelden de verschillen ook duidelijk zichtbaar.
Het gecalculeerde b1400 beeld toont een relatief hoog signaal van het vocht ten opzichte van het
signaal in de buisjes. Dit past bij minder sterke diffusie weging. De gecalculeerde beelden uit lagere b
waarden hebben een betere homogeniteit dan de gecalculeerde beelden uit hogere b waarde en zijn
minder ruizig, zie afbeelding 9. De gecalculeerde beelden uit hogere b waarden tonen de
diffusiebeperking echter meer waarheidsgetrouw, namelijk overwegend met een hoog signaal. Dit
hoge signaal is op de gecalculeerde beelden uit b100, 400 en 3000 in de drie richtingen te zien; op de
gecalculeerde b1400 beelden uit b100, 400 en 800 alleen in de z- richting.
Het is moeilijk een voorkeur uit te spreken voor het calculated b3000 beeld uit b100, b400 en b800
(links) of voor de calculated b3000 beelden uit b100, b400 en b3000 (afbeelding 9, midden). Het lijkt
er op dat de hoge b waarden beelden de buisjes over een groter traject met een hoog signaal
afbeelden, zie afbeelding 10. Wat merkwaardig is, is dat de signaalintensiteiten in de buisjes in x- en
y-richting gespiegeld lijken. Het calculated b3000 beeld uit b100, 400 en 800 lijkt daarnaast meer
gevoelig voor het partieel volume effect, zie afbeelding 11. Er is steeds een klein deel te zien met
hoog signaal, en dit verschuift bij een volgende slice.
100
Wanneer de negatieve gevolgen van het partieel volume effect in ogenschouw worden, lijkt het
gecalculeerde b3000 beeld uit de lagere b waarden 100, 400 en 800 gezien de betere beeldkwaliteit
(een “rustiger” beeldpresentatie) de voorkeur te hebben.
Afbeelding 9: vergelijking calculated images. Van links naar rechts: calculated b3000 uit b100, 400 en
800, tweemaal calculated b3000 uit b100, 400 en 3000 en calculated b1400 uit b100, 400 en 800.
101
Afbeelding 10: vergelijking calculated images. Links boven: calculated b3000 uit b100, b400 en b800,
rechts boven en links onder calculated b3000 uit b100, b400 en b3000 en rechts onder calculated
b1400 uit b100, b400 en b800. Vergelijking b3000 beelden: de signaalintensiteiten in de in de x- en yrichting verlopende buisjes zijn gespiegeld.
Afbeelding 11: calculated b3000 images uit b100, 400 en 800. Er zijn opeenvolgende slices te zien,
waarbij het hoge signaal in de in de y-richting verlopende buisjes verschuift. Window: full dynamic.
Gescande en gecalculeerde b3000 beelden
De b3000 beelden van de proefpersoon tonen duidelijke verschillen. Het b3000 trace image is vrijwel
signaal loos; dit kan gunstig zijn voor het aantonen van diffusie beperking. Het gecalculeerde b3000
beeld uit b100, b400 en b800 toont te verwachten signaal intensiteiten: laag signaal in de blaas. Het
gecalculeerde b3000 beeld uit b100, b800 en b3000 toont een vrij hoog signaal in de blaas.
De voorkeur gaat uit naar het gecalculeerde beeld uit lagere b waarden. Zie afbeelding 12, rechts. De
gecalculeerde beelden zijn ten opzichte van het trace image in het voordeel qua beeldcontrast, en
daarmee anatomische oriëntatie.
De b3000 beelden van het fantoom laten een duidelijk verschil in contrast zien tussen gescande en
gecalculeerde beelden. Voor- en nadelen zijn grotendeels al besproken onder het kopje
‘Gecalculeerde beelden van het fantoom’. Het gecalculeerde b3000 beeld uit de b waarden 100, 400
en 800 is het meest contrastrijk en geniet daarmee de voorkeur. Het diffusie trace image uit de
sequentie met 32 NSA is eveneens zeer contrastrijk en toont een vrij homogeen beeld. Deze serie
heeft echter een tweemaal zo lange scantijd.
102
Afbeelding 12: b3000 beelden. Van links naar rechts b3000 trace image, gecalculeerd beeld uit b
waarden 100, 800, 3000 en gecalculeerd beeld uit b waarden 100, 400 en 800.
Algemene aspecten
De verwachting was dat bij gescande b3000 beelden ernstiger vervorming (distortion) zou optreden.
Dit is in de literatuur veelvuldig beschreven. Wanneer gecalculeerde beelden met gescande beelden
vergeleken worden, komt dit echter niet duidelijk naar voren.
Conclusie en discussie
De vraag Wat is de betrouwbaarheid van computed b3000 beelden? moet na analyse van de
gemaakte test scans beantwoord worden.
Diffusie beelden met een dermate hoge b waarde moeten voldoen aan de onderliggende theorie:
5. dat de signaalsterkte in het beeld laag is.
6. dat vrije diffusie zich uit in een zeer laag signaal.
7. dat diffusie restrictie zich uit in een hoog signaal.
8. dat er niet of nauwelijks meer sprake zal zijn van T2 shine through.
Over het algemeen werd aan bovenstaande voorwaarden voldaan. Bij de testscan van de
proefpersoon kon item 3 niet geverifieerd worden.
Wanneer naar ‘betrouwbaarheid’ gevraagd wordt, moet de afbeelding overeenkomen met de
anatomie en de te verwachten diffusie.
De testscan van het fantoom had het grote voordeel dat de exacte ‘anatomie’ bekend was. De
beelden konden zodoende goed op hun waarde en betrouwbaarheid geschat worden. De bij de
inleiding genoemde technische problemen met ADC waarden in x- en y-richting in het fantoom en
103
partieel volume effecten werken helaas enigszins verstorend. Wanneer deze problemen als geldig
excuus gelden, mag gesteld worden dat computed b3000 beelden betrouwbaar zijn. Daarbij genieten
de computed b3000 beelden op basis van de lagere b waarden 100, 400 en 800 de voorkeur boven
computed beelden op basis van de hogere b waarden. De hogere b waarden zijn helaas verschillend
voor de test patiënt serie en de fantoom serie; in het eerste geval b100, b800 en b3000 en in het
tweede geval b100, b400 en b3000. In beide gevallen is het echter zo dat de hoogste b waarde voor
een trace image b3000 is en dat de b waarde van het gecalculeerde beeld ook b3000 is. Eventueel
zou nog een gecalculeerde b3000 serie gemaakt kunnen worden uit een sequentie met als hoogste b
waarde minder dan 3000, bijvoorbeeld b2500. In het experiment is bewust gekozen voor deze b
waarde 3000 zodat daarmee directe, gescande diffusie beelden beschikbaar waren voor vergelijking
in de studie.
De volgende conclusie wordt gesteld: Computed b3000 beelden zijn voldoende betrouwbaar.
104
Bijlage 13
Verantwoording PPV en sensitiviteit met betrekking tot PI-RADS 3 score
Eerste deel: PPV en sensitiviteit bij dichotomie PI-RADS 123 versus 45.
Tweede deel: PPV en sensitiviteit bij dichotomie PI-RADS 12 versus 345.
105
PPV =
TP/TP+FP
TP FP
c1400 r1
14
2
87,5%
c1400
r1
17
2
89,5%
c3000r1
14
2
87,5%
c3000r1 17
2
89,5%
c1400r2
10
2
83,3%
c1400r2 11
2
84,6%
c3000r2
12
2
85,7%
c3000r2 14
2
87,5%
sens
=TP/TP+FN TP FN
PPV
TP FP
Sens
TP FN
Sens
c1400 r1
14
4
77,8%
c1400
r1
17 11
60,7%
c3000r1
14
4
77,8%
c3000r1 17 11
60,7%
c1400r2
10
8
55,6%
c1400r2 11 17
39,3%
c3000r2
12
6
66,7%
c3000r2 14 14
50,0%
spec
=TN/TN+FP TN FP
Spec
c1400 r1
c3000r1
1
1
2
2
33,3%
33,3%
c1400
r1
1
c3000r1 1
2
2
33,3%
33,3%
c1400r2
1
2
33,3%
c1400r2 1
2
33,3%
c3000r2
1
2
33,3%
c3000r2 1
2
33,3%
TN FP
Test uitslag c1400 r1
PPV
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c3000 r1
Valid Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
9,5
9,5
9,5
14
66,7
66,7
76,2
4
19,0
19,0
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c1400 r2
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
9,5
9,5
Frequency
2
Percent
9,5
14
66,7
66,7
76,2
4
19,0
19,0
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Test uitslag c3000 r2
Valid Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
9,5
9,5
9,5
10
47,6
47,6
57,1
8
38,1
38,1
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
9,5
9,5
Frequency
2
Percent
9,5
12
57,1
57,1
66,7
6
28,6
28,6
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Spec
Test uitslag c1400 r1
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c3000 r1
Valid Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
6,5
6,5
6,5
17
54,8
54,8
61,3
11
35,5
35,5
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c1400 r2
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
6,5
6,5
Frequency
2
Percent
6,5
17
54,8
54,8
61,3
11
35,5
35,5
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Test uitslag c3000 r2
Valid Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
6,5
6,5
6,5
11
35,5
35,5
41,9
17
54,8
54,8
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
6,5
6,5
Frequency
2
Percent
6,5
14
45,2
45,2
51,6
14
45,2
45,2
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
106
PPV =
TP/TP+FP
TP FP
c1400 r1
16
2
88,9%
c1400 r1 19
2
90,5%
c3000r1
15
2
88,2%
c3000r1
18
2
90,0%
c1400r2
13
2
86,7%
c1400r2
14
2
87,5%
c3000r2
14
2
87,5%
c3000r2
16
2
88,9%
PPV
TP FP
sens
=TP/TP+FN
c1400 r1
TP FN
16 2
Sens
88,9%
TP FN
c1400 r1 19 9
Sens
67,9%
c3000r1
15
3
83,3%
c3000r1
18 10
64,3%
c1400r2
13
5
72,2%
c1400r2
14 14
50,0%
c3000r2
14
4
77,8%
c3000r2
16 12
57,1%
spec
=TN/TN+FP
c1400 r1
c3000r1
TN FP
1 2
1 2
Test uitslag c1400 r1
PPV
Spec
33,3%
33,3%
TN FP
c1400 r1 1 2
c3000r1 1 2
Spec
33,3%
33,3%
c1400r2
1
2
33,3%
c1400r2
1
2
33,3%
c3000r2
1
2
33,3%
c3000r2
1
2
33,3%
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c3000 r1
Valid
Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
9,5
9,5
9,5
16
66,7
66,7
76,2
2
19,0
19,0
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c1400 r2
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
9,5
9,5
9,5
13
47,6
47,6
57,1
5
38,1
38,1
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
15
66,7
66,7
76,2
3
19,0
19,0
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Valid
Cumulative
Percent
Percent
9,5
9,5
Frequency
2
Percent
9,5
14
57,1
57,1
66,7
4
28,6
28,6
95,2
1
4,8
4,8
100,0
21
100,0
100,0
Test uitslag c3000 r1
Valid
Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
6,5
6,5
6,5
19
54,8
54,8
61,3
9
35,5
35,5
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Test uitslag c1400 r2
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Percent
9,5
Test uitslag c3000 r2
Test uitslag c1400 r1
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
9,5
9,5
Frequency
2
Valid
Cumulative
Percent
Percent
6,5
6,5
Frequency
2
Percent
6,5
18
54,8
54,8
61,3
10
35,5
35,5
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Test uitslag c3000 r2
Valid
Cumulative
Frequency Percent Percent
Percent
2
6,5
6,5
6,5
14
35,5
35,5
41,9
14
54,8
54,8
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
Valid False
positive
True
positive
False
negative
True
negative
Total
Valid
Cumulative
Percent
Percent
6,5
6,5
Frequency
2
Percent
6,5
16
45,2
45,2
51,6
12
45,2
45,2
96,8
1
3,2
3,2
100,0
31
100,0
100,0
107