이중 매개변수 전립선 MRI 품질: 기술적 매개변수에 대한 영향 및 임상적으로 중요한 전립선암의 배제에 미치는 영향

Abstract

Biparametric Prostate MRI Quality: Influence on Technical Parameters and Impact on Excluding Clinically Significant Prostate Cancer

Author: Jeongin Shin, MD. Department of Radiology and the Research Institute of Radiology, University of Ulsan College of Medicine, Asan Medical Center.

Background: To determine technical parameters affecting image quality of biparametric prostate MRI and evaluate the influence of MRI quality on excluding clinically significant prostate cancer (csPCa). Methods: This retrospective study included patients who underwent prostate MRI in outside imaging facilities and were referred to a tertiary centre between January 2020 and November 2021. Technical parameters of biparametric MRI (T2-weighted image and diffusion- weighted image) were extracted from DICOM header, and their adherence to PI-RADS recommendations was assessed. Biparametric MRI quality was evaluated in terms of the PI- QUAL score as follows: 1, two sequences are below diagnostic quality; 2, only one sequence is acceptable; 3, two sequences are acceptable; and 4, two sequences are optimal by three independent radiologists and dichotomized into below acceptable group and acceptable to optimal group. The association between MRI quality and individual technical parameters or missed csPCa was evaluated. κ statistics were used to evaluate inter-reader agreement of MRI quality assessment. Results: Among 112 men (mean age ± standard deviation, 66.0 ± 10.0 years) who underwent prostate MRI in 69 different imaging facilities, the adherence rates to technical specifications were variable (57.1-100%). The use of high b value (≥ 1400 s/mm2) and presence of artifact on DWI were associated with image quality (P = 0.003 and < 0.001, respectively). The proportion of missed csPCa was significantly higher in below acceptable quality group than the acceptable to optimal quality group (23.8% vs. 6.6%; P = 0.03). Three readers showed fair to moderate inter-reader agreement in MRI quality assessment (Fleiss κ = 0.393 and pairwise κ = 0.366-0.490). Conclusions: The use of high b value and reducing artifacts on DWI are significant technical parameters affecting image quality of biparametric prostate MRI. Excluding csPCa may not be possible using low diagnostic quality of prostate MRI.

Keywords: Prostatic cancer; magnetic resonance imaging; MRI quality; PI-QUAL; optimization|연구제목: 이중 매개변수 전립선 MRI 품질: 기술적 매개변수에 대한 영향 및 임상적으로 중요한 전립선암의 배제에 미치는 영향 연구배경: 이중 매개변수 전립선 MRI의 영상 품질에 영향을 미치는 기술 매개변수를 결정하고 임상적으로 유의한 전립선암(csPCa)을 제외하는 데 있어 MRI 품질의 영향을 평가하고자 한다. 연구방법: 본 연구는 후향적 연구는 외부 영상 센터에서 전립선 MRI를 시행 받고 2020년 1월부터 2021년 11월 사이에 3차 의료센터로 의뢰된 환자들이 포함되었다. DICOM header로부터 이중매개변수 MRI (T2 강조 영상 및 확산 강조 영상)의 기술 매개변수를 추출했으며, PI-RADS 권장사항 준수 여부를 평가하였다. 이중매개변수 MRI 품질은 세 명의 독립적인 영상의학과 의사에 의해 PI-QUAL 점수로 다음과 같이 평가되었고, 이후 허용 미만 그룹과 허용 가능 또는 최적의 그룹으로 이분화 하였다: 1, 두 시퀀스가 진단 품질보다 낮음; 2, 하나의 시퀀스만 허용 가능함; 3, 두 시퀀스가 모두 허용 가능함; 4, 두 개의 시퀀스가 최적임. MRI 품질과 개별 기술 매개변수 또는 놓친 csPCa 간의 연관성을 평가하였다. κ 통계는 MRI 품질 평가의 판독자 간 일치 강도를 평가하는 데 사용되었다. 연구결과: 69개의 서로 다른 영상 센터에서 전립선 MRI를 시행한 112명의 남성(평균 연령 ± 표준 편차, 66.0 ± 10.0세)의 기술 사양 준수율은 다양했다 (57.1-100%). DWI에서 높은 b 값 (≥ 1400 s/mm2)의 사용과 인공물 존재는 이미지 품질과 관련이 있었다 (각각 P = 0.003 및 < 0.001). 놓친 csPCa의 비율은 허용 가능하거나 최적의 품질 그룹보다 허용 가능한 품질 미만 그룹에서 유의미하게 높았다 (23.8% vs. 6.6%; P = 0.03). 3명의 판독의는 MRI 품질 평가에서 중간 정도의 판독의 간 일치 강도를 보였다 (Fleiss κ = 0.393 및 paired κ = 0.366-0.490). 연구결론: DWI에서 높은 b 값을 사용하고 인공물을 줄이는 것은 이중 매개변수 전립선 MRI의 이미지 품질에 영향을 미치는 중요한 기술 매개 변수이다. 전립선 MRI의 낮은 진단 품질로는 csPCa를 제외하는 것이 불가능할 수 있다.