Quadrature coils for magnetic resonance spectroscopy in the detection of prostate cancer: Single voxel acquisition does not improve the diagnostic accuracy of multivoxel images

Abstract

Objective

To determine the viability of quadrature coils for detecting prostate cancer using single voxel and multivoxel spectroscopy images.

Material and methods

We used a quadrature coil on a 1.5T MR scanner to evaluate 23 patients with suspected prostate cancer and prostate specific antigen levels greater than 4 ng/ml (mean 12 ± 8 ng/ml), independently of findings at digital rectal examination. We acquired T2-weighted images and MR spectroscopy images. We also acquired single voxel studies in areas in which the T2-weighted images or the multivoxel images were altered. We used a citrate solution to verify the spectroscopic calibration.

Results

Using spectroscopy images and a (Cho + Cr)/Cit cutoff of 1.40 in single voxel spectroscopy, we achieved a sensitivity of 92%, specificity of 55%, a negative predictive value of 86%, and a positive predictive value of 69%. Using a cutoff of 0.75 decreased specificity slightly (45%). The (Cho + Cr)/Cit ratio calculated for the single volume obtained from the most abnormal area in the T2-weighted images and in the multivoxel spectroscopy slices was not significantly different between cancerous and non-cancerous tissues (ANOVA, p = 0.1), although there was a clear trend toward increased coefficients with hyperplasia and neoplastic degeneration.

Conclusion

The quadrature coil enables multivoxel and single voxel spectroscopic images of clinically and technically acceptable quality to be obtained. Using single voxel spectroscopy does not improve the diagnostic performance of multivoxel spectroscopy and T2-weighted images.

Resumen

Objetivo

Demostrar la viabilidad de la bobina de cuadratura para la detección del cáncer de próstata mediante espectroscopía univóxel e imagen multivóxel.

Material y métodos

Se evaluaron 23 pacientes con sospecha de carcinoma de próstata, con niveles del antígeno específico de próstata superior a 4 ng/ml, (media 12 ± 8 ng/ml), independientemente del tacto rectal, estudiados en un equipo de RM de 1,5 T con la bobina de cuadratura. Se adquirieron imágenes potenciadas en T2 e imágenes de espectroscopía. También se adquirieron estudios univóxel en aquellas zonas donde la imagen T2 o la imagen multivóxel estaban alteradas. Se realizó un control metodológico de espectroscopía con una disolución patrón de citrato.

Resultados

Con la imagen espectroscópica y un punto de corte [(Cho + Cr)/Cit] de 1,40 en el vóxel único se alcanzan unos valores de sensibilidad del 92%, especificidad del 55%, predictivo negativo del 86% y predictivo positivo del 69%. Con un punto de corte de 0,75, la especificidad disminuye discretamente (45%). La relación [(Cho + Cr)/Cit] calculada para el volumen único obtenido del área más anormal en el T2 y en los cortes de espectroscopía multivóxel no mostró diferencias significativas entre tejidos no tumorales y carcinomas (ANOVA, p = 0,1), aunque se observó una clara tendencia a aumentar el cociente con la hiperplasia y la degeneración neoplásica.

Conclusión

La bobina de cuadratura permite obtener imagen multivóxel y espectros univóxel con una calidad técnica y clínicamente aceptables. El empleo de la espectroscopía univóxel no mejora la rentabilidad diagnóstica de la espectroscopía multivóxel y la imagen T2.