Das Prostatakarzinom ist die häufigste Krebserkrankung des Mannes. Die multiparametrische Magnet-Resonanz-Tomographie (mpMRT) wird zwar in der Diagnostik bereits eingesetzt, jedoch nur eingeschränkt quantitativ ausgewertet. Ein nicht invasiver, mittels mpMRT erfassbarer und quantitativ auswertbarer Biomarker wäre jedoch wünschenswert, um insbesondere eine höhere Objektivierbarkeit der Befunde zu erreichen und longitudinale Verläufe besser dokumentieren zu können. Ziel dieser Arbeit war es, die T1-Relaxationszeit (T1-Zeit), erhoben mittels Modified Look- Locker Inversion Recovery Sequence (MOLLI), als quantitativen radiologischen Biomarker für Diagnostik des Prostatakarzinoms zu evaluieren: 1) zur Detektion von Primärtumoren sowie 2) zur Detektion von Lymphknotenmetastasen des Prostatakarzinoms. Die primären Hypothesen waren, 1) dass es einen Unterschied in der T1-Zeit zwischen Prostatakarzinom-Primärtumoren und karzinomfreiem Prostatagewebe gibt, sowie 2) dass es einen Unterschied in der T1-Zeit zwischen metastatisch befallenen und nicht befallenen Lymphknoten gibt. Die beiden primären Hypothesen wurden in zwei separaten klinischen Studien (Teil I bzw. Teil II dieser Arbeit) untersucht. In Teil I wurden bei 23 Patienten mit Verdacht auf Prostatakarzinom T1-Zeit und Apparent Diffusion Coefficient (ADC)-Werte innerhalb von Prostatakarzinom-Primärtumoren und karzinomfreiem Prostatagewebe erhoben und verglichen. Als Referenzstandard diente die systematische und gezielte Biopsie. Außerdem wurden in Teil II bei 24 Patienten mit gesichertem Prostatakarzinom insgesamt 181 metastatisch befallene und nicht befallene Lymphknoten identifiziert. Es wurde jeweils die T1- Zeit und der Kurzachsendurchmesser erhoben und zwischen metastatisch befallenen und nicht befallenen Lymphknoten erhoben und verglichen. Als Referenzstandard wurde hier die Positronen-Emissions-Tomographie (PET)/MRT-Untersuchung mit dem Tracer Ga68-PSMA verwendet. Die statistischen Analysen wurden jeweils mittels Mann-Whitney-U-Test und Receiver Operating Characteristics (ROC)-Analyse durchgeführt. 1) Es zeigten sich signifikant niedrigere T1-Zeiten und ADC-Werte in Prostatakarzinom- Primärtumoren im Vergleich zu karzinomfreiem Prostatagewebe (p <0,001). 2) Im Vergleich zwischen metastatisch befallenen und nicht befallenen Lymphknoten fanden wir einen signifikant höheren Kurzachsendurchmesser (p <0,001). Die Differenzen in der T1- Zeit waren jedoch nicht statistisch signifikant (p = 0,162). Basierend auf unseren Ergebnissen ist das T1-Mapping vor allem für die Primärdiagnostik des Prostatakarzinoms ein vielversprechendes Verfahren, das an größeren Patientenkollektiven weiter evaluiert werden sollte. Für die Detektion metastatisch befallener Lymphknoten konnte kein Mehrwehrt gegenüber dem klinisch bereits Verwendung findenden Kurzachsendurchmesser gezeigt werden.
Prostate cancer is the most common type of cancer in men. Multiparametric Magnetic Resonance Imaging (mpMRI) already plays a role in prostate cancer diagnosis. However, a non-invasive, quantitative radiological parameter might be helpful in order to improve its objectivity and longitudinal monitoring. The goal of this exploratory study was to evaluate the performance of T1-relaxation-time (T1), acquired with Modified Look-Locker Sequence (MOLLI) on MRI, as a quantitative biomarker in prostate cancer diagnosis. 1) We evaluated its performance in identifying prostate cancer lesions in primary diagnosis. 2) Additionally, we aimed to evaluate T1 for the detection of lymph node metastases in prostate cancer patients. The main hypothesis of this study was 1) that there is a difference in T1 between prostate cancer lesions and benign prostate tissue and 2) that there is a difference in T1 between lymph node metastases and lymph nodes without metastases. The two main hypotheses were investigated in two different clinical studies (part I and II of this work). In part I, 23 patients with suspicion of prostate cancer underwent MRI at 3T including a MOLLI-Sequence. T1 and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) values were acquired. Afterwards, all patients underwent systematic or targeted prostate biopsy, which served as reference standard. In part II, 24 patients with diagnosed prostate cancer and suspicion of lymph node metastases underwent MRI including a MOLLI-Sequence. A total of 181 lymph nodes were identified. Positron emission tomography (PET)/MRI examination using the tracer Ga68-PSMA served as reference standard to detect lymph node metastases. T1 and short axis diameters of each lymph node were acquired. T1 and ADC as well as T1 and short axis diameter of malignant and non-malignant tissue were compared, respectively. Mann-Whitney-U-Test and Receiver Operating Characteristics (ROC)-analysis for clustered data was performed in order to assess the diagnostical performance. 1) Both T1 and ADC were significantly lower in prostate cancer lesions compared to benign prostate tissue (p <0,001). 2) When comparing lymph nodal metastases with lymph nodes without metastases, T1 showed no significant difference (p = 0,162) while short axis diameter was significantly higher (p <0,001). Based on our findings, T1 is a promising biomarker in the detection of prostate cancer in primary diagnosis and should be further evaluated in larger cohorts. However, for the detection of lymph nodal metastasis, short axis diameter seemed to be superior.
