Bildgebung der Prostata mit MRT und PET als Entscheidungsgrundlage für die Therapie

Bei Männern ist das Prostatakarzinom der häufigste in den Krebsstatistiken geführte bösartige Tumor. Durchschnittlich jeder sechste Mann weltweit erkrankt an Prostatakrebs. Das Prostatakarzinom ist für ca. 11 % aller krebsassoziierten Todesfälle bei Männern verantwortlich.1 Aufgrund der steigenden Inzi­denz dieser Erkrankung erhält die exakte und nichtinvasive Diagnostik einen steigenden Stellenwert. Hier haben die multiparametrische MRT (MP-MRT), die Positronenemissionstomografie (PET) sowie auch die Hybridbildgebungsmethoden PET-CT und seit Neuestem PET-MRT deutlich an Stellenwert in der onkologischen Bildgebung gewonnen. Als MP-MRT wird die Kombination aus morphologischen und funktionellen MRT-Parametern bezeichnet. Die Morphologie und Anatomie der Prostata wird mittels hochauflösender T2- oder T1-gewichteter Sequenzen beurteilt. Zu den funktionellen Parametern zählen die dynamische kontrastmittelverstärkte MRT (Dynamic Contrast-enhanced [DCE] MRT), die diffusionsgewichte Bildgebung (Diffusion-weighted Imaging [DWI]) sowie die Protonenspektroskopie (Proton Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging [1H-MRSI]).2–4
Die multiparametrische MRT wie auch die PET mit radioaktiv markiertem Cholin konnten in Studien bereits ihr hohes Potenzial zur akkuraten Tumordetektion, -charakterisierung und Einschätzung der Tumoraggressivität zeigen5 und haben dadurch bereits in vielen Zentren weltweit direkten Einfluss auf das therapeutische Management von Patienten mit Prostatakarzinom genommen.6
Um das hohe Potenzial beider Modalitäten (MP-MRT und PET) in einem Untersuchungsgang nutzen zu können, wurden in den letzten Jahren Hybridgeräte entwickelt, die zeitgleich beide Untersuchungen ermöglichen. Durch die Einführung von so genannten kombinierten PET-MRT-Geräten werden der exzellente Weichteilkontrast der MRT und die zusätzlichen dynamischen, funktionellen und metabolischen Informationen beider Modalitäten perfekt zur lokalen Läsionsdiagnostik vereint. Darüber hinaus bieten neue, spezifischere Radiodiagnostika, wie z. B. [68Ga]-PSMAHBED-CC (prostataspezifisches Membranantigen) eine deut­lich verbesserte Beurteilung etwaiger Fernmetastasen.
In Zukunft kann somit die hybride PET-MRT-Technik u. U. dazu beitragen, Diagnose, Staging, Therapieplanung und -monitoring des Prostatakarzinoms noch weiter zu verbessern und dem Patienten eine rasche und bequeme nichtinvasive Diagnostik ermöglichen.
Dieser Übersichtsartikel fokussiert sich auf die Kombination dieser beiden Methoden und wie sie als Entscheidungsgrundlage für die Therapie dienen kann.

Multiparametrische MRT der Prostata

Der Einsatz nicht nur morphologischer, sondern auch metabolischer, molekularer Bildgebung vermag Tumorgröße, Ausdehnung und biologische Aggressivität genauer zu definieren. Mittels morphologischer Bildgebung allein kann eine Beurteilung hinsichtlich der Lokalisation getroffen werden, jedoch erst das Zusammenführen der verschiedenen Parameter mittels MP-MRT ermöglicht ein adäquates Staging des primären Prostatakarzinoms (Abb. 1). Es sei erwähnt, dass die Detektionsrate für das Prostatakarzinom mit der MP-MRT höher ist als bei der Beurteilung der Morphologie alleine. Zusätzlich erlaubt die MP-MRT die exakte Beurteilung der Prostatakapsel bezüglich einer Infiltration der benachbarten Organe (Abb. 2). Dieser Wissensgewinn führt in der Praxis zu einer Verbesserung des therapeutischen Managements des Prostatakarzinoms.7 Der multiparametrische Ansatz hat das Potenzial, einzigartige Informationen zu ermitteln, die für die Tumordetektion sowohl in der bereits therapierten als auch unbehandelten Prostata notwendig sind, und zu einer besseren Beurteilung des biologischen Verhaltens des Karzinoms und des Ansprechens auf eine Therapie beizutragen. Es ist inzwischen anerkannt, dass der multiparametrische Ansatz für die Prostata deutlich mehr Informationen erfasst als jede einzelne Methode für sich.2

 

 

Morphologische Bildgebung

Die Anatomie wird in der MP-MRT sowohl mit T1- als auch T2-gewichteten Sequenzen beurteilt. Die hochaufgelösten T2-gewichteten Sequenzen stellen die Basis für die Befundung der anatomischen Regionen der Prostata. Die tumorfreie periphere Zone der Prostata weist eine hohe Signalintensität auf, ist hell bzw. hyperintens (Abb. 1a). Die zentrale und die Übergangszone werden mit geringer Signalintensität, dunkel bzw. hypointens dargestellt. Eine Läsion in der peripheren Zone imponiert zumeist deutlich hypointens im Vergleich zum übrigen signalreichen gesunden Drüsen­gewebe. In der zentralen Zone weisen die Prostatakarzinome ein infiltratives Wachstum und eine Überschreitung der septalen Strukturen auf. Dies wird auch als kohlenkreideartige Infiltration bezeichnet (Charcoal Sign).
Da die morphologische Auflösung der T1-gewichteten Bilder zu gering ist, dient diese hauptsächlich zur Lokalisation pathologischer Lymphknoten sowie zum Ausschluss einer Blutung nach einer Biopsie.
Durch die Verwendung höherer Feldstärken (z. B. 3 Tesla), wie es auch im neuen Hybridscanner des Universitätsklinikums der Medizinischen Universität Wien der Fall ist, können die Organgrenzen der Prostata nochmals hochauflösender dargestellt werden. Dies ermöglicht Auflösungen bis zu unter einem halben Millimeter.

 

 

Funktionelle Bildgebung

Zur Erfassung funktioneller und metabolischer Informationen verwendet man folgende Sequenzen:

  • Die DWI liefert Informationen über die lokalen mikrostrukturellen Charakteristika und über das Diffusionsvermögen von Wassermolekülen im Gewebe. Quantifiziert wird dies mittels des „Apparent Diffusion Coefficient“ (ADC). Allgemein gesprochen weisen neoplastische Prozesse aufgrund der erhöhten Zelldichte und des Fehlens intra- und extrazellularer Membranen eine gestörte Diffusionskapazität und erniedrigte ADC-Werte auf (Abb. 1b, c). Studien konnten bereits zeigen, dass der ADC-Wert eine Korrelation mit der Tumoraggressivität (bestimmt durch den so genannten Gleason-Score) zu zeigen scheint, da Tumoren mit höherem Gleason-Score (also aggressivere Tumoren) oft auch eine erhöhte Zelldichte aufweisen.
  • Die DCE-MRT erlaubt eine Beur­teilung der Tumorneoangiogenese. Prostatakarzinome weisen erhöhte Perfusion und Gefäßpermeabilität sowie Veränderungen des Interstitiums auf. Dies zeigt sich in der Bildgebung durch ein frühes Kontrastmittelanfärben gefolgt von einem Auswaschen, dem so genannten „wash-out“ (Abb. 1d).
  • Die in den europäischen Guidelines als optional angeführte Protonenmagnetresonanzspektros­kopie (1H-MRSI) erlaubt einen Einblick in den Stoffwechsel der Prostata, im Speziellen zeigt sie Metaboliten wie Citrat, Cholin und Kreatin. Das Prostatakarzinom weist aufgrund von Zellmembransynthese und Stoff­wechselabbau eine Erhöhung des Cholinspiegels auf (Abb. 1e).8

Diagnostischer Zugewinn durch etablierte und neue PET-Radiodiagnostika

Da das Prostatakarzinom eine sehr heterogene Tumorentität darstellt mit Subtypen, die keine radikale Behandlungsmethode erfordern, aber auch mit aggressiven Verläufen, kommt neben der Detektion eines eventuell vorhandenen Karzinoms insbesondere der Tumorcharakterisierung und Ausbreitungsdiagnostik ein besonderer Stellenwert zu.
Bereits Anfang der 2000er-Jahre wurde gezeigt, dass Prostatakarzinome vermehrten Fettsäurestoffwechsel wie auch vermehrten Cholinstoffwechsel aufweisen. Bereits früh wurde daher an der Universitätsklinik für Radiologie und Nuklearmedizin der Medizinischen Universität Wien die 11C-Acetat-PET zur Darstellung des Fettsäurestoffwechsels eingeführt und in der nuklearmedizinisch-radiologischen Hybriddiagnostik des Prostatakarzinoms eingesetzt. Dieses Radiodiagnostikum eignet sich sowohl für die lokale Detektion des Prostatakarzinoms als auch für die Darstellung von Fernmetastasen und Rezidiven. Eine an unserer Klinik durchgeführte klinische Studie konnte hier gute Ergebnisse bzgl. der diagnostischen Genauigkeit zeigen.6
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F-Fluorethylcholin, welches in der Diagnostik des primären Prostatakarzinoms zugelassen ist und dessen Tumormetabolismus darüber hinaus ebenfalls eine Korrelation mit der Aggressivität (Gleason-Score) des Prostatakarzinoms zeigt, eignet sich in Kombination mit der MRT hervorragend, um eine suffiziente Primärdiagnostik zu gewährleisten. Insbesondere Tumoren der so genannten Transitionalzone sind mit dieser Kombination deutlich zuverlässiger zu detektieren. Dabei konnte für aggressivere Tumorareale in der Prostata eine diagnostische Genauigkeit von ca. 90 % erreicht werden – mit einer Vorhersagewahrscheinlichkeit dieser Areale von 96 %.5 Allerdings zeigen sowohl 11C-Acetat als auch 18F-Fluorethylcholin bei sehr kleinen Metastasen (z. B. in den Lymphabflussstationen der Prostata) aufgrund geringerer Spezifität oft kein ausreichendes Anreicherungsverhalten, sodass hier spezifischere Tracer entwickelt wurden.
Ein deutlich spezifischerer Tracer ist radioaktiv markiertes PSMA, welches an ein Glykoprotein auf der Oberfläche von Prostatakarzinomzellen bindet und als inaktive Substanz schon seit Langem in der Immunhistochemie von Prostatakarzinommetastasen eingesetzt wird (Abb. 2). Radioaktives 68Ga-PSMAHBED-CC findet nun bereits an vielen Zentren Europas und weltweit Verwendung in der PET-CT und PET-MRT-Diagnostik des Prostatakarzinoms und wird in der kombinierten PET-MRT-Methode auch an der Universitätsklinik für Radiologie und Nuklearmedizin eingesetzt. Somit konnte die bisher methodenbedingt eingeschränkte Beurteilung des Ganzkörperstatus von Prostatakarzinompatienten deutlich verbessert werden. Die hohe Spezifität dieses Tracers ermöglicht oft auch die Detektion von Metastasen in Lymphknoten und Knochen, die nur wenige Millimeter groß sind (Abb. 3).

 

 

Rezidivdiagnostik

Insbesondere auch in der Rezidivdiagnostik des Prostatakarzinoms kann die hybride Bildgebung den therapeutischen Ansatz für den Patienten entscheidend beeinflussen. So ist beim so genannten biochemischen Rezidiv die Lokalisation desselbigen oft unklar. Rezidive in frühen Stadien sind oft einer lokalen Therapie noch zugänglich (Operation/Bestrahlung). Da eine frühe Therapie somit entscheidenden Einfluss auf den weiteren Krankheitsverlauf des Patienten nehmen kann, ist eine Lokalisation der Erkrankung wünschenswert. Die Kombination aus hochauflösender MRT und 68Ga-PSMA-PET bietet hier die Chance, wenige Millimeter große Rezidive zu detektieren und somit gezielt zu therapieren. In ersten Studien zeigten sich diesbezüglich vielversprechende Ergebnisse bei PSA-Werten deutlich unter 1 ng/ml, jedoch ist erst ab Werten von 1 ng/ml mit einer zuverlässig hohen Detektionsrate zu rechnen.
Der Stellenwert der Cholin-PET sowie auch der PSMA-PET für das Therapieansprechen bei kastrationsresistenten Prostatakarzinomen im fortgeschrittenen Stadium ist Gegenstand klinischer Studien und ist noch systematisch zu evaluieren. Hier bieten insbesondere auch Radiodiagnostika, die den Androgenrezeptor als Zielstruktur haben (z. B. 18F-Fluordihydrotestosteron), Möglichkeiten, individualisierte Therapiekonzepte zu erstellen, die möglicherweise höhere Erfolgsraten bei diesen schweren Krankheitsverläufen versprechen.

Fazit

Die Kombination morphologischer und funktioneller Bildgebung ist in der Diagnostik des primären Prostatakarzinoms unerlässlich. Sie dient als Eckpfeiler einer adäquaten Lokalisationsdiagnostik, der nichtinvasiven Läsionscharakterisierung, beim Staging und in der Therapieplanung. Dieser multiparametrische Ansatz steigert Genauigkeit, Sensitivität und Spezifität in der primären Diagnostik. Insbesondere im Bereich der Therapieplanung und des -monitorings wird der Einsatz neuer PET-Radiodiagnostika in der Hybridbildgebung eine zunehmend zentrale Rolle einnehmen. Die Aufgabe des Radiologen bzw. des Nuklearmediziners wird es sein, den komplexen multiparametrischen Wissensgewinn der Bildgebung im Rahmen geeigneter klinischer Studien in den Leitlinien zu etablieren und im interdisziplinären Diskurs in die klinische Routine zu integrieren.

Diese Arbeit wurde vom Comprehensive Cancer Center Vienna (CCC; Grant-Nr.: UE10207014) und vom Science Fund of the Austrian National Bank (AP14788) unterstützt.
1 Siegel R et al., Cancer statistics 2014. CA: a cancer journal for clinicians. 2014; 64(1):9–29
2 Barentsz JO et al., ESUR prostate MR guidelines 2012. Eur Radiol 2012; 22(4):746–57
3 Polanec SH et al., Magnetic resonance imaging-guided prostate biopsy: institutional analysis and systematic review. Rofo 2014; 186(5):501–7
4 Bloch BN et al., Prostate cancer: accurate determination of extracapsular extension with high-spatial-resolution dynamic contrast-enhanced and T2-weighted MR imaging–initial results. Radiology 2007; 245(1):176–85
5 Hartenbach M et al., Combined PET/MRI Improves Diagnostic Accuracy in Patients with Prostate Cancer: A Prospective Diagnostic Trial. Clinical cancer research: an official journal of the American Association for Cancer Research. 2014; 20(12):3244–53
6 Polanec SH et al., Multiparametric 11C-Acetate PET-MRI of the Prostate: Proof of Principle. RSNA. Chicago 2013
7 Fueger BJ et al., [Diagnose importance of multiparametric magnetic resonance tomografy for prostate cancer]. Radiologe 2011; 51(11):947–54
8 Zbyn S et al., Technical Note: evaluation of the uncertainties in (choline + creatine)/citrate ratios measured by proton MR spectroscopic imaging in patients suspicious for prostate cancer. Rofo 2014; 186(7):698–702