Published June 2003 | Version v1
Journal article

Hemodynamic and metabolic characterization of orthotopic rat prostate carcinomas using dynamic MRI and proton magnetic resonance spectroscopy

  • 1. Abteilung Onkologische Diagnostik und Therapie, Deutsches Krebsforschungszentrum (dkfz) Heidelberg (Germany)
  • 2. Pathologisches Institut, Ruprecht-Karls-Universitaet Heidelberg, Universitaetsklinikum Mannheim (Germany)
  • 3. Abteilung Biophysik und Medizinische Strahlenphysik, Deutsches Krebsforschungszentrum (dkfz) Heidelberg (Germany)
  • 4. Abteilung fuer Strahlentherapie, Ruprecht-Karls-Universitaet Heidelberg (Germany)
  • 5. Abteilung Onkologische Strahlentherapie, Deutsches Krebsforschungszentrum (dkfz) Heidelberg (Germany)

Description

The aim of this study was the noninvasive characterization of prostate carcinoma orthotopically implanted in rats using Gd-DTPA-assisted dynamic MRI (dMRI) and proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS). After surgical exposure of the prostate, Dunning R3327 orthotopic prostate carcinoma was induced by injecting cells of the MAT-LyLu subline. Six rats were examined 5 and 14 days after tumor induction with dMRI and 1H-MRS at 1.5 T. Six tumor-free rats served as controls. Using an open two-compartment model, the parameters A (amplitude) and kep (exchange rate constants) were calculated from the signal time curves of the dMRI. The relative signal intensities (Cho/Cr) of the resonances of choline (Cho) and the creatine-phosphocreatine complex (Cr) were computed from the MR spectra. Already after 5 days, the tumors in the prostate could be clearly identified based on the decrease in signal intensity to T2w and increase of A and kep. High Cho/Cr levels and resonances of two lipid fractions (Lip1 at 0.8-1.5 ppm and Lip2 at 2.0-2.2 ppm) were observed by MRS in the highly necrotic tumors. The orthotopic rat prostate carcinoma model resembles human prostate carcinoma in regard to MR morphology, dMRI, and 1H-MRS. The noninvasive characterization of perfusion and metabolism makes a comparative examination of different treatment modalities possible. (orig.)

Availability note (English)

Available from: http://dx.doi.org/10.1007/s00117-003-0903-x

Abstract (German)

Ziel der Studie war die nichtinvasive Tumorcharakterisierung orthotop implantierter Prostatakarzinome bei Ratten mittels Gd-DTPA-unterstuetzter dynamischer MRT (dMRT) und Protonen-MR-Spektroskopie (1H-MRS). Nach operativer Freilegung der Prostata wurde durch intraprostatische Injektion von Zellen der MAT-Lylu-Sublinie das Dunning-R3327-orthotope Prostatakarzinom induziert. Sechs Ratten wurden 5 und 14 Tage nach Tumorinduktion mit dMRT und 1H-MRS bei 1,5 T untersucht. Sechs tumorfreie Ratten dienten als Referenz. Unter Verwendung eines offenen Zweikompartimentmodells wurden aus den Signal-Zeit-Kurven der dMRT die Parameter A (Amplitude) und kep (Austauschratenkonstante) errechnet. Aus den MR-Spektren wurden die relativen Signalintensitaeten der Resonanzen von Cholin (Cho) und des Kreatin-Phosphokreatin-Komplexes (Cr) berechnet (Cho/Cr). Bereits nach 5 Tagen konnten die Tumoren in der Prostata anhand einer Erniedrigung der Signalintensitaet auf T2w und einer Erhoehung von A und kep deutlich erkannt werden. MR-spektroskopisch wurden bei den stark nekrotischen Tumoren hohe Cho/Cr-Werte sowie Resonanzen zweier Lipidfraktionen (Lip1 bei 0,8-1,5 ppm und Lip2 bei 2,0-2,2 ppm) beobachtet. Das orthotope Prostatakarzinommodell der Ratte aehnelt hinsichtlich MR-Morphologie, dMRT und 1H-MRS dem menschlichen Prostatakarzinom. Die nichtinvasive Charakterisierung von Perfusion und Metabolismus ermoeglicht eine vergleichende Untersuchung verschiedener Therapiemodalitaeten. (orig.)

Additional details

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Original title (German)
Haemodynamische und metabolische Charakterisierung orthotoper Prostatakarzinome der Ratte mittels dynamischer MRT und Protonen-MR-Spektroskopie

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Radiologe (Berlin)
Journal Volume
43
Journal Issue
6
Journal Page Range
p. 489-494
ISSN
0033-832X
CODEN
RDLGBC