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SERAM 2012 / S-1545
Evaluación multimodal con RM 3 Tesla de la patología prostática
This poster was originally presented at the SERAM 2012 meeting, May 24-28, in Granada/ES. Este póster ha sido presentado originalmente en el congreso de la SERAM 2012, 24-28 de mayo, en Granada/ES. www.seram.es
Congress: SERAM 2012
Poster No.: S-1545
Type: Presentación Electrónica Educativa
Keywords: Inflamación, Infección, Procedimiento diagnóstico, Imagen molecular, RM-Espectroscopía, RM-Difusión/Perfusión, RM, Oncología, Genital / Aparato reproductor masculino, Neoplasia
Authors: G. Aguilar Sánchez, M. Bertomeu Vallecillos, J. Sanchez Parrilla, A. Radosevic, N. Risueño Pedrosa, M. Busto; Barcelona/ES
DOI:10.1594/seram2012/S-1545

Revisión del tema

Introducción

 

El cáncer de próstata es el tumor maligno más frecuente en varones constituyendo la segunda causa de muerte por cáncer. La prevalencia del cáncer de próstata aumenta con la edad de tal manera que un 34% de varones en la quinta década de la vida, que asciende al 70% en varones de 80 años o mayores, presentan evidencia histológica de cáncer de próstata.  

 

El 95% de las neoplasias prostáticas son adenocarcinomas, el 5% restante son carcinoma escamoso, carcinoma de células transicionales o sarcomas. Son multifocales y pueden presentar diferentes grados de diferenciación en un mismo foco, aunque la zona más indiferenciada será la que regirá el comportamiento biológico.

 

La Escala de Gleason determina las configuraciones histológicas y se correlaciona con la evolución de la enfermedad y con la supervivencia del paciente. Los tumores con una escala de Gleason entre 8-10 constituyen los de peor pronóstico siendo los que presentan mayor riesgo de recurrencia. Tumores con una escala de Gleason de 7 presentan un pronóstico variable y un riesgo intermedio de recurrencia.

 

El diagnóstico se basa principalmente en la exploración física por tacto rectal y en datos biológicos basados en el incremento del Antígeno Prostático Específico (PSA). Los valores de PSA vienen referidos según unos estándares en relación a la edad del paciente y precisan posteriormente  la confirmación histopatológica obtenida por punción-biopsia guiada por ecografía transrectal.

 

La mayoría de los cánceres de próstata crecen lentamente y la detección precoz puede conducir a la curación completa. Sin embargo, la agresividad tumoral es variable siendo algunos cánceres muy agresivos, presentando una evolución y extensión sistémica rápidas.

 

Con la instauración del cribado de cáncer de próstata mediante la determinación del PSA muchos cánceres se detectan en un estadio precoz. La detección precoz no siempre comporta una mejora en la evolución de la enfermedad. El PSA es un marcador sérico tumoral sensible pero inespecífico, sin embargo, debemos recordar que un 10-20% de carcinomas de próstata son PSA negativos.

 

La actividad biológica del cáncer de próstata es variable y el intervalo entre la aparición de tumor detectable y el desarrollo de enfermedad diseminada también puede variar ampliamente.

 

Por todo ello resulta muy interesante identificar marcadores de actividad de la enfermedad que puedan predecir qué cánceres localizados serán biológicamente más agresivos.

 

El cáncer de próstata clínicamente significativo ha sido definido como un tumor con un volumen superior a 0,5 cm3 y un Gleason mayor o igual a 7.

 

Las opciones de tratamiento radical en pacientes con cáncer de próstata incluyen prostatectomia (cuando la enfermedad es organoconfinada, T1 y T2) y ablación hormonal combinada con radioterapia (cuando existe extensión extraprostática y enfermedad avanzada, T3 y T4).

 

En ciertas situaciones el manejo puede ser expectante, realizando vigilancia activa (pacientes con volumen tumoral mínimo, bajo grado y bajo riesgo, sin morbilidad añadida).

 

Detalles del procedimiento

 

Hemos evaluado una serie de 138 pacientes con estudio multimodal del área prostática utilizando RM de 3 Tesla  sin bobina endorrectal. El protocolo establecido ha incluido secuencias potenciadas en T2 del área prostática en los planos axial, sagital y coronal  además de secuencias T1 del área pélvica. Posteriormente hemos realizado Espectroscopia por RM modalidad multivóxel del volumen prostático, estudio perfusional y estudio con secuencias de difusión.

 

Hemos analizado las alteraciones morfológicas glandulares además de las funcionales metabólicas, el patrón de difusión y las curvas de perfusión.

 

Hallazgos radiológicos

 

Encontramos diferentes patrones metabólicos prostáticos que asocian cambios en la difusión y la perfusión que pueden ayudar a realizar el diagnóstico diferencial entre hiperplasia prostática benigna (glandular/estromal), prostatitis aguda/crónica, cáncer de próstata y próstata tratada con sospecha de recidiva. Podemos detectar posibles focos tributarios de biopsia dirigida en pacientes con sospecha clínica de cáncer y, en pacientes con cáncer de próstata conocido, podemos realizar una buena estadificación local.

  • Resonancia Magnética (RM)

El papel de la imagen por RM en el diagnóstico, estadificación y seguimiento del cáncer de próstata está todavía muy debatido dentro de la comunidad urológica.

Dadas las limitaciones del tacto rectal, la ecografía transrectal y la biopsia transrectal guiada por ecografía en la deteccción y localización del cáncer de próstata, la imagen por RM que ofrece una alta resolución y contraste tisular se perfila como una técnica esencial.

 

 

El cáncer de próstata es multifocal en un 85% de casos y esta característica puede ser evaluada solamente por imagen o por biopsia.

 

 

En la división anatómica de la próstata se utiliza el sistema de compartimento zonal desarrollado por McNeal. De esta forma, el tejido glandular se divide en glándula central i periférica. La glándula central está constituida por una zona transicional (ZT) y tejido periuretral y la glándula periférica está formada per la zona periférica (ZP) y la zona central (ZC). La zona periférica incluye la porción posterior y las porciones laterales de la próstata y contiene la mayor parte del tejido glandular (70%). Fig. 1

 

Fig. 1: Anatomia zonal de la glándula prostática
References: Choi YJ et al. Radiographics 2007; 27: 63-75

 

En la zona periférica aparecen el 70% de los cánceres de próstata. La zona transicional contiene el 5-10% del tejido glandular de la próstata.

 

La proliferación celular en la ZT constituye la hiperplasia benigna prostática (HBP). El 20% de los cánceres de próstata se originan en la zona transicional.

 

La próstata tiene una intensidad de señal (IS) intermedia y uniforme en secuencias potenciadas en T1 que no permite discriminar la anatomía zonal.

 

En la imagen de resonancia magnética prostática (RM) la secuencia Fast Spin-Echo potenciada en T2 ofrece una imagen de gran definición anatómica.

 

La utilización de una intensidad de campo magnético más alta (equipos de 3T) ofrece una mejor relación señal/ruido, incrementa la resolución espacial de las imágenes potenciadas en T2 y permite mejorar la resolución de la imagen espectral por RM Espectroscopia.

 

Aunque nuestra experiencia utilizando exclusivamente antena de superficie es buena, el artefacto de susceptibilidad del gas en el recto disminuye añadiendo la bobina endorectal.

 

Las secuencias potenciadas en T2, se utilizan para identificar el tumor en la próstata y realizar una estadificación loco-regional evaluando la extensión periprostática del tumor a los tejidos y órganos adyacentes.

 

La zona periférica (ZP) de la próstata es hiperintensa en imágenes potenciadas en T2. El tumor localizado en la zona periférica presenta habitualmente hipointensidad de señal, siendo así detectable Fig. 2 Fig. 3

 

Existen importantes limitaciones en la detección del cáncer en la zona transicional y en la zona central ya que tanto el tejido normal como el tejido tumoral pueden presentar una baja intensidad de señal. En secuencias potenciadas en T2, esta glándula central presenta una intensidad de señal intermedia en cantidades variables que a menudo es reemplazada por nódulos hiperplásicos en relación a HPB.

 

Múltiples factores complican la evaluación de la próstata en imágenes potenciadas en T2.

 

Con la edad, los cambios no cancerosos de la ZP (cicatrices por prostatitis, artefactos post biopsia, fibrosis y HPB) alteran la hiperintensidad de señal normal.

 

También con la edad se producen grados variables de hipertrofia prostática benigna (HPB) que causan un aumento de tamaño de la próstata central. En casos muy severos de HPB la zona periférica se puede encontrar muy comprimida por la glándula central hipertrófica Fig. 4 y  Fig. 5

  

Los cambios asociados a HPB en la glándula central pueden ser variables dependiendo del balance entre los elementos estromales y glandulares Fig. 6

 

Estos cambios hacen más difícil la detección de tumores de localización central (que aparecen en un 25% de casos).

 

La mayoría de los cánceres de próstata se identifican clínicamente por biopsia dirigida con ecografía transrectal  realizada por elevación del PSA o un tacto rectal sospechoso en ausencia de elevación del PSA.

 

La mayoría de pacientes que se realizan una RM prostática para estadificación de neoplasia conocida presentan enfermedad benigna coexistente (HBP, prostatitis). Estos cambios alteran la homogeneidad del tejido no canceroso de la zona periférica complicando todavía más la detección de pequeños nódulos tumorales.

  • Espectroscopia por Resonancia Magnética (RME)

La espectroscopia de imagen por resonancia magnética (RME) es una prueba no invasiva que aporta información metabólica del tejido prostático demostrando la concentración relativa de los compuestos químicos. La espectroscopia por RM permite detectar los metabolitos característicos de cada tejido, que en el caso de la glándula prostática normal son el citrato (muy abundante per su función de marcador glandular), la creatina (estable tanto en el tejido glandular normal como en el tumoral), la colina (marcador de recambio de membrana celular, tumoral) y las poliaminas (existentes en el moco secretor).

 

Los metabolitos visualizados por RME se identifican por su frecuencia de resonancia que se basa en el ambiente químico de los átomos de hidrogeno. Cada metabolito resuena a una frecuencia ligeramente diferente, habitualmente referida como desplazamiento químico, que se mide en partes por millón (ppm). La resonancia del citrato se localiza en 2.6 ppm, la creatina resuena en 3.0 ppm y la colina en 3.2 ppm. Dependiendo de la calidad del estudio espectroscópico, estos picos de resonancia se poden solapar parcialmente.

   

La técnica utilizada es la modalidad multivóxel que permite generar en una única adquisición diversas imágenes moleculares que informan de la distribución espacial de los diferentes metabolitos.  Una vez adquiridas las secuencias de espectroscopia se obtienen unas gráficas con picos de los diferentes metabolitos y las cuantificaciones registradas.

 

Finalmente se realiza el análisis conjunto de los datos morfológicos y los cambios metabólicos proporcionados por la espectroscopia Fig. 7

 

Este estudio morfológico-metabólico combinado facilita la detección tumoral Fig. 8, la estadificación del tumor y orienta para la realización de punciones-biopsias dirigidas topográficamente en las áreas con sospecha de tumor Fig. 9.

 

Detección del tumor

 

La glándula prostática sana excreta grandes cantidades de citrato. Las células prostáticas malignas pierden la capacidad de producir citrato i se caracterizan por presentar elevados niveles de colina. Estos cambios metabólicos se pueden detectar en el estudio espectroscópico Fig. 10 aunque la glándula haya estado irradiada Fig. 11 y Fig. 12  

 

La colina es un constituyente de la membrana celular que presenta niveles elevados en muchos cánceres, probablemente porque la colina provoca un incremento de la síntesis de membrana celular y  recambio celular Fig. 13 y Fig. 14

 

 

Por lo tanto, el patrón metabólico de la glándula prostática tumoral se caracteriza por un descenso del pico de citrato que puede incluso llegar a desaparecer y por una elevación del pico de colina. El descenso del pico de citrato también se puede relacionar con el grado de diferenciación tumoral.

  • Un vóxel no sospechoso presenta una relación Cho+Cr/Cit <0,75.
  • Un vòxel sospechoso de cáncer presenta una relación Cho+Cr/Cit > 0,75 = 2 desviaciones estándar por encima del ratio medio de la zona periférica normal.
  • Un vóxel se considera muy sospechoso de cáncer cuando presenta una relación  Cho+Cr/Cit > 0,86  > 3 desviaciones estándar por encima del ratio medio de la zona periférica normal.
  • Para la estadificación del carcinoma de próstata se recomienda el sistema de clasificación TNM de 2002 de la UICC.

 

Fig. 15: Adenocarcinoma de próstata. Estudio espectroscópico que muestra una importante alteración de la curva metabólica identificando picos de colina con disminución del citrato predominantes en la mayoría de los vóxeles analizados en esta sección, de acuerdo con neoproliferación.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES

 

La combinación del estudio morfológico y metabólico con secuencias funcionales adicionales como la difusión y la perfusión mejora la caracterización de las lesiones de la glándula, facilitando la detección del cáncer de próstata y colaborando en la estadificación local.

 

 Fig. 16 y   Fig. 17

 

 

Fig. 16: Curva metabólica patológica tumoral con picos de colina elevados en los vóxeles proyectados sobre la imagen morfológica axial potenciada en T2 que muestra área hipointensa de límites imprecisos.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES
  • Estudio de difusión (RMD)

La secuencia de difusión en resonancia magnética (RMD) es una técnica útil que determina el movimiento de las moléculas de agua en los tejidos y permite valorar cualitativa y cuantitativamente el coeficiente de difusión.

 

Las diferencias de movimiento de las moléculas de agua en el interior de los tejidos (tanto a nivel intracelular como extracelular y en los vasos sanguíneos) generan el contraste de las imágenes obtenidas con las secuencias de difusión en RM.

 

Las secuencias de difusión en RM demuestran gráficamente las diferencias de movilidad de los protones (principalmente asociados al agua) contenidos en el interior de los tejidos, representando en definitiva la longitud media recorrida por estas moléculas en un intervalo de tiempo específico (coeficiente de difusión D expresado en mm2/s).

 

El movimiento de las moléculas de agua en el interior de los tejidos orgánicos no es totalmente aleatorio (o browniano), ya que se encuentra limitado por los diferentes compartimentos tisulares, membranas y organelas celulares. Por tanto, la densidad celular y el estado de las membranas celulares son factores determinantes del grado de limitación (o restricción) del movimiento de las moléculas de agua y de la imagen final obtenida en RM.

 

Los tejidos o estructuras con elevada densidad celular (tumores hipercelulares, abscesos) representan un impedimento en el movimiento de las moléculas de agua (o  difusión restringida), mientras que aquellos con baja densidad celular (quistes simples, vejiga urinaria, conductos, etc.) o con membranas alteradas (tejidos necróticos) permiten un mayor movimiento molecular (o ausencia de restricción).   Fig. 18Fig. 19

 

Les secuencias de difusión ofrecen una importante información funcional y estructural de los tejidos biológicos incluyendo su densidad celular, la tortuosidad del espacio extracelular, la integridad de las membranas celulares y el grado de organización glandular. Su correcta valoración se basa en el estudio cualitativo (valor b) y cuantitativo (mapa de ADC) de las imágenes obtenidas.

 

 

El estudio de difusión con RM de 3 Tesla permite la adquisición de múltiples valores de sensibilidad a la difusión (factores b). En la próstata se aconseja utilizar factor b=0, otro factor b bajo y factores b altos (1000-2000 s/mm2).

La utilización de factores b elevados condiciona una mayor sensibilidad de la secuencia ya que se elimina la hiperintensidad de señal de los tejidos con tiempos de relajación más largos (fenómeno denominado hiperintensidad por efecto T2 o T2 shine-through).

 

El coeficiente de difusión aparente (ADC) permite realizar un cálculo cuantitativo de la difusión. La certeza de la información brindada por el mapa de ADC aumenta a medida que se adquieren un mayor número de valores b, lo cual comporta un incremento en el tiempo de evaluación. Las lesiones con verdadera restricción de la difusión aparecerán con baja señal en las secuencias de ADC.   Fig. 20 

 

Fig. 20: Estudio de difusión con mapa de ADC que localiza las áreas glandulares que presentan una marcada restricción de la difusión con valores de ADC bajos afectando ápex y próstata periférica con extensión central a nivel medio.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES

 

Es necesario conocer las características de difusión de las diferentes zonas anatómicas de la próstata. La glándula prostática normal es rica en estructuras tubulares. La glándula central contiene más músculo liso compacto y menos elementos glandulares que la zona periférica.

 

La imagen en difusión se basa en que, inmediatamente después de un pulso de excitación, las moléculas de un volumen se encuentran en la misma fase. Si aplicamos un gradiente a este volumen las moléculas se desfasan en diferente grado dependiendo de donde se encuentran. Si entonces aplicamos otro gradiente opuesto de la misma magnitud solamente volverán a la fase aquellos protones que se encuentren en la misma posición (difusión restringida) y aparecerán brillantes en las secuencias de difusión.

 

Por tanto, la baja movilidad de las moléculas muestra una elevada señal en las imágenes de difusión y, al contrario, las moléculas con gran movilidad generaran una pérdida de señal en el volumen en el que se han desplazado.

  

La interpretación de los resultados no se encuentra todavía del todo  clarificada ya que existen diversos factores (hardware, software, biológicos) que pueden influir potencialmente en el resultado final.

 

La interpretación de las imágenes de difusión se ha de correlacionar necesariamente con los hallazgos observados en las secuencias morfológicas con el fin de evitar errores en la interpretación.

 

La principal limitación que presentan las secuencias de difusión en RM es una baja relación señal/ruido que mejora con la utilización de campos magnéticos ultra-altos (3T). Dos limitaciones relacionadas con la adquisición de las imágenes e inherentes a la técnica son la elevada sensibilidad a los efectos de susceptibilidad magnética y el desplazamiento químico.

Las ventajas de la difusión son el tiempo de adquisición corto y la buena resolución de contraste entre el tejido normal y el tejido anómalo (tumoral o no).  

  • Estudio de perfusión (RMP)

La importancia de la angiogénesisen el cáncer de próstata está bien establecida y este proceso angiogénico es altamente dependiente del factor de crecimiento endotelial vascular (vascular endothelial growth factor).

 

Las anomalías vasculares y estructurales inducidas por el tumor causan limitaciones funcionales observables en los estudios de perfusión o estudios dinámicos con contraste.

 

Se produce un aumento de la presión intersticial como resultado del aumento de la permeabilidad vascular y el drenaje linfático deficiente aumentando el espacio intersticial; la permeabilidad transcapilar se encuentra aumentada permitiendo un intercambio más rápido de los agentes de contraste de bajo peso molecular y el área de sección transversal vascular total puede aumentar y combinarse con shunts arteriovenosos.

 

El aumento global del flujo al tumor condiciona que el agente de contraste llegue antes que al tejido normal circundante. Fig. 21 y  Fig. 22

 

Se pueden obtener datos que reflejan la perfusión tisular, la permeabilidad microvascular y las fugas del espacio extracelular.

 

Se aplican secuencias eco de gradiente potenciadas en T1 (GRE-T1) y se utilizan agentes de bajo peso molecular que difunden libremente entre el espacio intravascular y el espacio extravascular extracelular (quelatos de gadolinio) provocando un acortamiento del tiempo de relajación T1 de los tejidos, produciendo un incremento de la intensidad de señal en imágenes potenciadas en T1.

 

Un aspecto esencial es el componente temporal de la imagen RM que incluye la evaluación completa de la glándula con una secuencia rápida potenciada en T1 antes, durante y tras la administración del contraste.

Se puede hacer una evaluación semi cuantitativa de los datos describiendo los cambios en la intensidad de señal utilizando una serie de parámetros como la intensidad de señal relativa (relación entre la mayor intensidad de señal postcontraste y la señal precontraste), la pendiente de la curva intensidad/tiempo (refleja la velocidad del realce) o el área bajo la curva intensidad de señal/tiempo.

 

Fig. 22: Extenso adenocarcinoma de próstata. Mapa en color del estudio de perfusión que muestra la marcada hipervascularización del tumor.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES

 

Utilizando modelos farmacocinéticos y de forma compleja, se pueden cuantificar diferentes parámetros como ktrans (paso de contraste a través del endotelio desde el compartimento vascular al intersticio), kep (retorno al espacio vascular) y Ve (fracción del espacio extracelular del tumor). Con estos datos se pueden construir mapas paramétricos que representan la heterogeneidad intratumoral de la distribución espacial de estos parámetros.

 

Estadificación local

 

El aspecto más relevante en la estadificación local del cáncer de próstata es la diferenciación entre enfermedad organoconfinada (estadios T1 o T2) y la enfermedad avanzada precoz en forma de extensión extracapsular o invasión de vesículas seminales (estadio T3).

 

Para la estadificación del carcinoma de próstata se utiliza el sistema de clasificación TNM de la UICC.  Fig. 23

 

Fig. 23
References: TNM clasification

 

Los signos morfológicos que indican extensión extracapsular (EEC) son:

  • Infiltración de la grasa peri prostática:
    • Por visualización de extensión directa del tumor a la grasa periprostática.
    • Por detección de interrupción de la línea negra continua que constituye la cápsula prostática.
  • Protrusión capsular irregular.
  • Obliteración del ángulo recto-prostático.
  • Asimetría o infiltración directa del plexo neurovascular Fig. 24 Fig. 25 
  • Invasión de vesículas seminales:
    • Por detección de focos de hipointensidad de señal que contactan directamente desde la base de la próstata.
    • Por detección de lesiones discontinuas respecto el tumor primario Fig. 26 

En pacientes de edad, los cambios atróficos de las vesículas seminales generan una baja intensidad de señal en secuencias potenciadas en T2, interfiriendo en el diagnóstico.

 

Seguimiento post tratamiento

 

Hemos realizado un seguimiento tanto de pacientes tratados con prostatectomía radical con intención curativa como de pacientes que han recibido tratamiento con radioterapia/hormonoterapia,en caso de sospecha clínica de recidiva local o progresión de la enfermedad.

 

Los cambios anatómicos inducidos por el tratamiento radioterápico limitan la utilidad del estudio morfológico prostático convencional ya que la próstata irradiada presenta una disminución difusa de la intensidad de señal.

 

En el estudio espectroscópico, la atrofia metabólica completa sugiere ausencia de recidiva. La detección de picos de colina, ya sea respecto a la creatina (si es detectable) o al ruido (si la creatina es indetectable), constituye el criterio indicativo de recidiva tumoral Fig. 12  y  Fig. 27

 

Fig. 27: Paciente tratado con radioterapia que presenta foco nodular con valores de ADC bajos de acuerdo con actividad tumoral glandular.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES

El estudio multimodal combinando secuencias de difusión y de perfusión mejora la caracterización de las lesiones y aumenta la capacidad diagnóstica. 

 

Fig. 28: Extenso adenocarcinoma de próstata. Mapa de ADC en escala de grises que objetiva la marcada restricción de la difusión del tumor. Mapa en color del estudio de perfusión que demuestra su marcada hipervascularización.
References: Diagnòstic per la Imatge, Hospital Universitari del Mar - Barcelona/ES

 

 

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