Prostate cancer (PCa) is a malignant disease that has a negative impact on the quality of life of older men. Due to its clinical features, which include difficult detection, spread, and recurrence, the need for more accurate and better imaging diagnostic grows. In recent years, there has been a great deal of researches into multi-modality imaging, 68Ga prostate-specific membrane antigen ([68Ga]Ga-PSMA-11) positron emission tomography/ magnetic resonance imaging (PET/MRI). In terms of diagnostic accuracy, standard definition, and diagnostic stability, the existing [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRI requires significant improvement. The diagnosis of prostate lesions can be optimized. The aim of this dissertation is to analyze imaging characteristics on [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRI, by evaluating and quantifying lesions of PCa. This dissertation is based on four sub-projects. The research is based on retrospective study design. Multi-modality and molecular imaging techniques, [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRI were applied. Scanner 3.0 T PET/MRI system (SIEMENS MAGNETOM Biograph mMR, Erlangen, Germany) was used. First, I evaluated the compatibility, consistency and diagnostic threshold SUVmax of PET and MRI in [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRI. Thirty-two patients and 170 lesions were investigated in this sub-project. Second, a comparison of the diagnostic criteria of the new and old versions of Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) was performed. Forty-six patients and 215 lesions were investigated in this sub-project. Third, the dynamic changes of dynamic contrast-enhanced (DCE)-MRI in the lesions were analyzed with quantitative analysis. Thirty-nine patients and 154 lesions were investigated in this sub-project. Fourth, radiomics analysis of PCa was studied. As it is an ongoing project, in this dissertation two cased are presented as examples. I have obtained that when the lesion-to-background ratio (LBR) is 2.5, the coincidence of the two modalities (PET and MRI) is the highest. The new version of PI-RADS offers more detailed diagnostic criteria, allowing for greater diagnostic repeatability, and the kappa value was raised from 0.723 to 0.853. DCE parameters provide more information on lesions' characteristics. It showed that the malignant lesion had more abundant blood vessels, which made the time for the contrast agent to flow into the lesion shorter than that of the benign lesion. There is also a close relationship between perfusion parameters. Radiomics analysis was presented by two cases. Diagnostic criteria improvement and lesion information refinement are beneficial in clarifying the nature of lesions, optimizing diagnostic methods, and reasonably evaluating treatment alternatives, consequently enhancing the accuracy and diagnostic efficiency of image-guided therapies.
Prostatakrebs ist eine bösartige Tumorerkrankung, welche die Lebensqualität von älteren Männern mindert. Aufgrund seiner klinischen Merkmale, zu denen die schwierige Diagnose, die Ausbreitung und das Rezidivieren von PCa, wächst der Bedarf an genauerer und besserer bildgebender Diagnostik. In den letzten Jahren wurde im Bereich der multimodalen Bildgebung intensiv an der multimodalen Bildgebung, der 68Ga-Positronenemissionstomographie/Magnetresonanztomographie (PET/MRT) mit prostataspezifischem Membranantigen ([68Ga]Ga-PSMA-11), geforscht. In Bezug auf die diagnostische Genauigkeit, die Standarddefinition und die diagnostische Stabilität muss das bestehende [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRT erheblich verbessert werden. Die Diagnose von Prostataläsionen kann optimiert werden. Ziel dieser Dissertation ist die Analyse der Bildgebungseigenschaften von [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRT, indem PCa-Läsionen bewertet und quantifiziert werden. Diese Dissertation umfasst vier Teilprojekte. Die Forschung basiert auf einem retrospektiven Studiendesign, wobei multimodale und molekulare Bildgebungsverfahren, [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRT, in einem 3.0 T PET/MRI-Scanner (SIEMENS MAGNETOM Biograph mMR, Erlangen, Deutschland) ausgewertet wurden. Zunächst wurde die Kompatibilität, Konsistenz und den diagnostischen Schwellenwert SUVmax von PET und MRT bei [68Ga]Ga-PSMA-11 PET/MRT bewertet. 32 Patienten und 170 Läsionen wurden in diesem Teilprojekt untersucht. Außerdem wurde ein Vergleich der Diagnosekriterien zwischen der neuen und der alten Version des Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS) durchgeführt, wobei 46 Patienten und 215 Läsionen eingeschlossen wurden. Als Drittes wurden die dynamischen Veränderungen der dynamischen Kontrastverstärkung (DCE)-MRT in den Läsionen mit einer quantitativen Analyse untersucht. Hierbei wurden 39 Patienten und 154 Läsionen analysiert. Schließlich wurde im letzten Teilprojekt, die radiomische Analyse von PCa erforscht. Da es sich um ein laufendes Projekt handelt, werden in dieser Dissertation zwei Fallbeispiele vorgestellt. Es wurde festgestellt, dass die Übereinstimmung der beiden Modalitäten, PET und MRT, am höchsten ist, wenn das Läsions-Hintergrund-Verhältnis (LBR) 2,5 beträgt. Die neue Version von PI-RADS bietet detailliertere Diagnosekriterien und ermöglicht eine höhere diagnostische Wiederholbarkeit von 0,723 bis 0,853 (kappa value). Die DCE-Parameter liefern mehr Informationen über die Merkmale der Läsionen. Es zeigte sich, das bösartige Läsion über mehr Blutgefäße verfügen, wodurch die Zirkulationszeit des Kontrastmittels in die Läsion kürzer war als bei gutartigen Läsionen. Zudem zeigte sich ein enger Zusammenhang der Perfusionsparameter. Die radiomische Analyse wurde anhand von zwei Fällen vorgestellt. Die Verbesserung der Diagnosekriterien und die Präzisierung der Informationen über die Läsion tragen dazu bei, die Art der Läsion zu erkennen, die Diagnosemethoden zu optimieren und die Behandlungsalternativen adäquat zu bewerten, wodurch die diagnostische Effizienz der bildgestützten Therapien erhöht werden.
