Fortschr Röntgenstr 2018; 190(08): 758-766
DOI: 10.1055/a-0637-9980
Urogenital Tract
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Evaluation of Exponential ADC (eADC) and Computed DWI (cDWI) for the Detection of Prostate Cancer

Vergleich von exponentiellem ADC (eADC) und berechneten DWI-Bildern (cDWI) zur Diagnose eines Prostatakarzinoms
Alois Martin Sprinkart
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Christian Marx
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Frank Träber
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Wolfgang Block
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Daniel Thomas
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Hans Schild
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Guido Matthias Kukuk
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
,
Petra Mürtz
Dept. of Radiology, University of Bonn, Germany
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

07 December 2017

22 May 2018

Publication Date:
25 July 2018 (online)

 Widmung

Diese Arbeit ist Herrn Univ.-Prof. Dr. med. Hans Heinz Schild gewidmet, bei dem wir uns herzlich für die langjährige und stete Unterstützung in allen klinischen und wissenschaftlichen Belangen bedanken möchten.

Abstract

Purpose To directly compare different methods proposed for enhanced conspicuity and discriminability of prostate cancer on diffusion-weighted imaging (DWI) and to compare the results to original DWI images and conventional apparent diffusion coefficient (ADC) maps.

Materials and Methods Clinical routine prostate DWI datasets (b = 0, 50, 800 s/mm², acquired at a field strength of 3 T) of 104 consecutive patients with subsequent MR-guided prostate biopsy were included in this retrospective study. For each dataset exponential ADC maps (eADC), computed DWI images (cDWI), and additionally eADC maps for computed b-values of 2000 and 3000 s/mm² were generated (c_eADC). For each of 123 lesions, the contrast (CR) and contrast-to-noise ratio (CNR) were determined. Differences in the CR and CNR of malignant lesions (n = 83) between the different image types and group differences between benign (n = 40), low-risk (n = 53) and high-risk (n = 30) lesions were assessed by repeated measures ANOVA and one-way ANOVA with post-hoc tests. The ability to differentiate between benign and malignant and between low-risk and high-risk lesions was assessed by receiver operating characteristic (ROC) curve analyses.

Results The CR and CNR were higher for computed DWI and related c_eADC at b = 3000 s/mm² and 2000 s/mm² compared to original DWI, conventional ADC and standard eADC. For differentiation of benign and malignant lesions, conventional ADC and CR of conventional ADC were best suited. For discrimination of low-risk from high-risk lesions, the CR of c_eADC was best suited followed by the CR of cDWI.

Conclusion Computed cDWI or related c_eADC maps at b-values between 2000 and 3000 s/mm2 were superior to the original DWI, conventional ADC and eADC in the detection of prostate cancer.

Key Points

  • Prostate cancer can appear inconspicuous on original DWI800 images

  • Computed DWI images at b = 2000 – 3000 s/mm² improve lesion-to-normal-tissue contrast in prostate cancer

  • Contrast in computed DWI is superior to ADC and eADC at b = 800 s/mm²

Citation Format

  • Sprinkart AM, Marx C, Träber F et al. Evaluation of Exponential ADC (eADC) and Computed DWI (cDWI) for the Detection of Prostate Cancer. Fortschr Röntgenstr 2018; 190: 758 – 766

Zusammenfassung

Ziel Direkter Vergleich verschiedener Methoden zur besseren Erkennung und Differenzierbarkeit von Prostatakrebs in der diffusionsgewichteten Bildgebung (DWI); Vergleich der Ergebnisse mit originalen DWI-Bildern und konventionellen Apparent Diffusion Coefficient (ADC)-Karten.

Material und Methoden In der retrospektiven Studie wurden DWI-Datensätze klinischer Routineuntersuchungen (b = 0, 50, 800 s/mm², akquiriert bei einer Feldstärke von 3 T) von 104 Patienten mit nachfolgender MR gesteuerten Prostata Biopsie analysiert. Für jeden Datensatz wurden exponentielle ADC-Karten (eADC), berechnete DWI-Bilder (cDWI) sowie eADC-Karten für berechnete b-Werte von 2000 und 3000 s/mm² erstellt. Für jede der insgesamt 123 Läsionen wurden Kontrast (CR) und Kontrast-zu-Rausch Verhältnis (CNR) bestimmt. Unterschiede hinsichtlich CR und CNR zwischen den verschiedenen Bildtypen bei malignen Läsionen (n = 83) sowie Gruppenunterschiede zwischen benignen (n = 40), mit niedrigem Risiko (n = 53) und mit hohem-Risiko (n = 30) eingeschätzten Läsionen wurden mittels ANOVA mit Messwiederholung und einfaktorieller Varianzanalyse mit post-hoc Test untersucht. Die Differenzierbarkeit zwischen benignen und malignen Läsionen sowie zwischen malignen Läsionen mit niedrigem und hohem Risiko wurde anhand von Receiver-Operating-Characteristics (ROC)-Kurven bewertet.

Ergebnisse CR und CNR waren in den berechneten DWI Bildern und den entsprechenden c_eADC-Karten (b = 3000 s/mm² und 2000 s/mm²) höher als in den originalen DWI Bildern, in den konventionellen ADC-Karten und in den eADC-Bildern bei b = 800 s/mm². Benigne und maligne Läsionen konnten am besten anhand von Absolutwert und CR in konventionellen ADC-Karten unterschieden werden. Für die Differenzierung zwischen malignen Läsionen mit niedrigem und hohem Risiko erschienen hingegen CR in c_eADC gefolgt von CR in cDWI-Bildern am geeignetsten.

Schlussfolgerung Berechnete cDWI-Bilder und deren entsprechende c_eADC Karten mit b-Werten zwischen 2000 und 3000 s/mm² sind zur Detektion von Prostatakrebs besser geeignet als originale DWI-Bilder, konventionelle ADC-Karten und eADC.

Kernaussagen

  • Prostatakrebs kann in originalen DWI800 Bildern unauffällig erscheinen

  • Berechnete DWI-Bilder mit b = 2000 – 3000 s/mm² verbessern den Läsion-zu-Normalgewebe-Kontrast bei Prostatakrebs

  • Berechnete DWI Bilder zeigen höheren Kontrast als ADC und eADC bei b = 800 s/mm²