Præsenteres heri er en protokol til at udføre målrettede biopsi af prostata ved hjælp af en Mr-ultralyd fusion system.
Vi præsenterer her, en protokol for at udføre målrettede prostata biopsi ved hjælp af en magnetisk resonans-ultralyd (MR / U.S.) fusion system. Prostatakræft er traditionelt blevet diagnosticeret via transrectal ultralyd (TRUS) biopsi. Selvom betragtes som guldstandarden, TRUS er ikke i stand til at visualisere mest prostata kræft læsioner og kræver derfor prøveudtagning af hele prostata. Denne biopsi metode ofte undergrades prostatakræft og undlader at registrere op til 35% af kræfttilfælde på første biopsi. Prostata Mr har vist sig at have fremragende følsomhed i påvisning af kræft læsioner, og fremskridt i MRI-teknologi i løbet af det sidste årti har ført til udvikling af målrettede biopsi. I målrettede biopsi, en software platform overlays MRI data på live TRUS billeder til at oprette en smeltet Mr / amerikanske tre-dimensionelle model af prostata. Regioner mistænkelige for malignitet på Mr er omrids af en radiolog, uploadet til fusion-system, og derefter vises inden for live MR / U.S. smeltet model. Urolog er derefter i stand til direkte biopsi disse mål. Sammenlignet med konventionelle TRUS biopsi, Mr / amerikanske fusionsteknologi har vist sig for at forbedre detektion af klinisk signifikant kræft samtidig reducere ubetydelige kræft opdagelse. Denne teknologi har derfor potentialet til at diagnosticere prostatakræft primært i mænd, der vil have gavn af behandling.
Prostatakræft er den anden mest almindelige kræftform i amerikanske mænd, med næsten 165.000 tilfælde diagnosticeret i 20181. Fleste af disse tilfælde blev diagnosticeret via transrectal ultralyd (TRUS)-vejledt biopsi, en metode, der først blev udviklet i 1960 ‘ erne før at vinde bred accept i 1980s2. I TRUS biopsi udfører klinikeren typisk en sekstant biopsi, systematisk prøveudtagning base, midten og toppen af hver hemigland3. På trods af at være længe betragtet som guldstandard for diagnosen, har TRUS biopsi flere mangler. Da ultralyd ikke normalt at visualisere kræft, udføres en TRUS biopsi ved systematisk prøveudtagning alle dele af prostata, snarere end med henblik på individuelle mål (figur 1). Således TRUS biopsi er “blinde” og under sorteringen sker i 46% af patienter, og op til 35% af kræft er opdaget på den første TRUS biopsi4,5.
Prostata magnetisk resonans imaging (MR), rapporteret så tidligt som i 1983, har revolutioneret prostata kræftdiagnose i løbet af sidste årti6. Multiparametric Mr (mpMRI) kombinerer T1 og T2 kontrast imaging med diffusion vægtet imaging (DWI) og Dynamisk kontrastforbedring (DCE) til at oprette både en anatomisk og funktionel vurdering af kirtel7. Denne kombinerede multiparametric imaging modalitet letter tumor visualisering og har vist sig at have overlegne evne til at opdage prostatakræft. I forhold til TRUS biopsi, der har en følsomhed på ca. 60%, er mpMRI blevet påvist for at have følsomhed så højt som 96% i påvisning af læsioner, der er senere bekræftet for at havnen prostatakræft8,9,10 ,11. For at øge standardiseringen af mpMRI fortolkning, udviklet den europæiske samfund af Urogenital radiologi prostata Imaging-rapportering og Data System (PI-RADS) til områder af interesse (ROI), der er mistænkelige for prostatakræft12. ROIs er klassificeret på en fem-punkts Likert skala, hvor en score på 1 har meget lav risiko for malignitet og en score på 5 betragtes som en højrisiko læsion. ROIs klassificeret som klasse 3 eller ovenfor er ofte forfulgt under prostata biopsi.
Fremskridt i MRI-teknologi har ført til udvikling af målrettede prostata biopsi, som er tilgodeset af Mr-ultralyd (MR / U.S.) fusion. I denne modalitet, en software platform overlays mpMRI data på live transrectal ultralyd billeder og skaber en smeltet tredimensionale (3D) model, gør det muligt for operatøren at visualisere en Mr-påvist ROI i realtid på en skærm. Når både Mr og USA er registreret, bliver ROIs ses på Mr billedet overført til ultralyd billede. Disse ROIs kan derefter være individuelt målrettet, kendt som “målrettet biopsi”. Bane af hver nål og biopsi centrale beliggenhed er sporet med en høj grad af nøjagtighed og registreret inden for software-system (figur 2). Dette giver mulighed for klinikeren du omstrukturere et mål inden for 3 mm på eventuelle opfølgende biopsi session13,14. Biopsi tracking er især nyttig i aktiv overvågning programmer, idet foci af lavrisiko kræft kan kontrolleres pålideligt for patologiske progression over tid.
I løbet af det seneste årti har flere Mr / amerikanske fusion enheder er blevet udviklet til kommerciel brug, og flere studier har undersøgt effekten af denne biopsi metode. To store prospektive undersøgelser for nylig vist værdien af Mr / amerikanske fusionsteknologi i diagnosticeringen af prostatacancer15,16. I begge undersøgelser, vejledning af Mr / amerikanske fusion blev sammenlignet med standard sextant TRUS biopsi i mænd med Mr-synlige læsioner. Når Mr / amerikanske fusion blev brugt, målrettede biopsi påvist flere tilfælde af klinisk signifikant prostatakræft end TRUS biopsi alene, og i en af undersøgelserne, den nye metode registreret færre tilfælde af ubetydelige prostatakræft15. Med reduceret detektion af klinisk ubetydelige kræft, kan guidede biopsi spare mange patienter den følelsesmæssige nød en kræftdiagnose samt de sygelighed forbundet med yderligere prostata biopsier. Patienter husly mellemliggende eller højrisiko prostatakræft er tilbøjelige til at blive diagnosticeret via guidede biopsi og kan blive henvist til behandling i overensstemmelse hermed.
UCLA lanceret sin Mr / amerikanske fusion biopsi program i begyndelsen af 2009 med udgivelsen af den første Food and Drug Administration FDA-godkendt fusion biopsi platform. Flere platforme har nu udviklet og er tilgængelige internationalt. Hver bruger proprietære software og hardware til at flette Mr og os data i realtid for at aktiverer målrettede biopsi. Tabel 1 præsenterer data for flere af de mest almindeligt anvendte fusion systemer17. UCLA erfaringer er primært med Artemis og UroNav systemer, hvor størstedelen af fusion biopsier i USA er i øjeblikket udføres.
Udføres i klinikken under lokalbedøvelse, vinder denne nye biopsi metode hurtigt vedtagelsen for diagnose og overvågning af prostatakræft. Heri vi levere en teknisk protokol for at udføre målrettede prostata biopsi via Mr / amerikanske fusion.
Anvendelse af Mr / amerikanske fusion til at guide prostata biopsi lover store fordele frem for traditionelle TRUS vejledning i diagnose og overvågning af prostatakræft. TRUS biopsi er unik blandt image-vejledt biopsier, idet væv ikke er fremstillet af specifikke læsioner, da fleste af prostata tumorer er usynlig på ultralyd18. MpMRI har aktiveret Urologer og radiologer at visualisere og risiko-stratificere prostata læsioner, hjælpe til triage patienter mod eller væk fra biopsi. Mr / amerikanske fusion biopsi teknologi letter prøveudtagning af Mr-synlige læsioner med stor nøjagtighed og reproducerbarhed, og dermed forbedrer påvisning af klinisk signifikant kræft sammenlignet med konventionelle TRUS biopsi.
Den største værdi af Mr / amerikanske fusionsteknologi ligger inden for dens evne til at projicere netop Mr-påvist ROIs på TRUS billeder for målretning. Den nøjagtige overlejring af Mr og TRUS billederne er derfor afgørende. Flere kritiske trin udføres under Mr / amerikanske fusion biopsi – enten automatisk eller med kliniker input — øge nøjagtigheden af hver biopsi. Først og fremmest er bevægelseskompensation, indledt af klinikeren. Patientens bevægelighed, selv om mindre, er uundgåelig i løbet af en unsedated biopsi og kan flytte overlejring af MRI data på TRUS billeder. Resultatet er en “målrettet biopsi”, der misser sit mål. Bevægelseskompensation bringer både Mr og TRUS billeder tilbage i registrering med hinanden. Det er bydende nødvendigt at gennemføre bevægelseskompensation under Mr / amerikanske fusion biopsi for at bekræfte fravær af bevægelse og ofte vurdere, om MRI og TRUS billeder forbliver præcist overlejret.
Kompensation for andre typer af prostata forvrængning er også udført under Mr / amerikanske fusion biopsi. Stive registrering, også udføres af klinikeren, korrigerer for prostata orientering forskelle baseret på patientens positionering. Disse forskelle opstår fordi mpMRI er erhvervet mens patienten i liggende stilling, mens 3D ultralyd er erhvervet, mens patienten er i den laterale decubitus holdning. Når stive registrering er fuldført, foretages elastisk registrering automatisk af softwaresystem. Elastisk registrering kompenserer for komprimering af prostata fra TRUS sonden. Disse avancerede software-medieret funktioner af Mr / amerikanske fusion aktiverer nøjagtig prøveudtagning af ROIs, hvilket vil øge kræft opdagelse.
Under målrettet biopsi, skal sørges for at sikre korrekt prøvetagning af en ROI. Biopsi af ROIs med den højeste grad af mistanke (som defineret af PI-RADs v2) skal udføres først, efterfulgt af ROIs med lavere mistanke, og endelig den systematiske sextant biopsi. Denne henstilling er baseret på tanken om, at sporing og billedkvaliteten kan falde med hver biopsi kirtel bevægelse, prostata ødem eller hæmatom udvikling. Præcist målrettede biopsi er afhængige af minimal anatomiske uoverensstemmelse mellem prostata mpMRI og TRUS.
Når prøveudtagning ROIs, bør læger overholde en biopsi strategi, der maksimerer prøveudtagning af mistænkelige væv samtidig minimere biopsi tid og patienternes ubehag. En sådan strategi indebærer, at opnå alle kerner fra midten af ROI. Denne metode giver teoretisk mulighed for væv i en ROI kan udtages, selv om registrering af Mr og TRUS er lidt skæv. En anden strategi er at prøve i midten af ROI regioner i periferien, som kan havnen en anden klasse af kræft. Større ROIs kan kræve et større antal kerner til at sikre passende stikprøver. På UCLA er den generelle retningslinje at opnå 1 kerne af væv hver 3 mm på den længste akse. Alle biopsier rettet mod en ROI anses for at være målrettet biopsier.
I de seneste år, er der sket en indsats for at ændre prostatakræft screening-metoder for at reducere overdiagnosis og overbehandling. Betydningen af diagnostiske modaliteter, der bærer et stort udbytte for klinisk signifikant sygdom er steget. På grund af nøjagtigheden af Mr-amerikanske fusion biopsi vejledning, har klinikere søgt større gennemførelse af denne teknologi11,15,16. På UCLA, har mere end 3.500 fusion biopsier været udført siden programmets start i 2009, en oplevelse blandt landets største (figur 5). Der har været fortsat vækst af programmet som værdien af Mr / amerikanske fusion er i stigende grad anerkendt og nye anvendelser er udviklet. Denne teknologi evne til at omstrukturere foci af kræft førte til oprettelsen af en aktiv overvågningsprogram baseret udelukkende på Mr / amerikanske fusion biopsi. Siden 2009 har været tilmeldt mere end 750 mænd med lav risiko prostatakræft. Hver patient gennemgår Mr / amerikanske fusion biopsi hvert 1−2 år du omstrukturere både de oprindelige foci af kræft og systematisk, andre dele af prostata. Patienter med ingen patologiske progression er stadig aktiv overvågning og undgå radikal behandling (og de mulige negative virkninger af sådanne behandlinger). Diagnose og overvågning af patienter med Mr / amerikanske fusionsteknologi fører til forbedret detektion satserne for disse patienter har behov for behandling.
Under indledende biopsi ved hjælp af Mr / amerikanske fusion, systematisk prøveudtagning er opnået sammen med målrettet prøveudtagning af synlige læsioner. I denne kombination biopsi, udføres både biopsi metoder ved hjælp af Mr / amerikanske fusion system. Stedet for hver biopsi core registreres, både inden for og uden for Mr-synlige læsioner. Kombination biopsi via Mr / amerikanske fusion system giver mulighed for påvisning af flere klinisk signifikant prostatakræft end enten metode alene19. Hvorfor nogle læsioner er uopdaget af Mr er fortsat uklart. Nogle morfologier af prostatakræft, som sorten aggressive cribiform er ikke let kan skelnes fra de omkringliggende normale væv på Mr20. Uopdaget kræft foci senere opdaget på hele mount patologi er ofte små, og læsioner mindre end 0,5 cc er ofte usynlige på Mr21. Selvom små i volumen kan disse læsioner har relativt store arealer, hvilket gør dem mere tilbøjelige til at blive opdaget via systematisk biopsi end målrettede biopsi. Systematisk biopsi via Mr / amerikanske fusion enhed kan også være mere fordelagtigt end konventionelle TRUS systematisk biopsi, da softwaren er i stand til at foreslå biopsi placeringer, der hjælper til at sikre en selv prøvetagning af hele prostata. Dette giver mulighed for kortlægning af anatomiske steder traditionelt vanskelige at biopsi, som den forreste prostata, og tillader dem at indgå som en del af systematiske biopsi.
Ud over at lette diagnosticeringen, Mr / amerikanske fusionsteknologi har potentiale til brug i behandling af prostatakræft. Ved hjælp af fusion systemer, læsioner af kræft er kortlægges nøjagtigt og kan derefter være målrettet specielt til behandling. Kendt som “focal terapier”, bruges disse typer af selektiv behandling aktuelt at behandle lav og mellemliggende risiko sygdom som alternativer til radikal terapi. For nylig, en fase jeg klinisk forsøg på fokale laser ablation af prostatakræft blev udført ved hjælp af Mr / amerikanske fusionsteknologi til at lette præcis målretning af hver mellemliggende-risiko tumor22. Efter behandling, patienter blev overvåget med mpMRI og havde gentagne Mr / amerikanske fusion målrettet biopsi af behandlede læsioner til at evaluere for vedvarende kræft. Evaluere succesen med fokale terapier skulle udfordrende uden evne til præcist resample bestemte steder, som aktiveres med software sporing.
Mr / amerikanske fusion biopsi også har ulemper. Først og fremmest forviser omkostningerne til at gennemføre dette system i øjeblikket det primært til akademiske centre og store gruppe praksis. En MR-scanning / amerikanske fusion enhed kan koste opad $150.000 til køber. Udgifter er imidlertid ikke begrænset til den faktiske enhed. For fuldt ud at udnytte teknologien, skal patienterne have adgang til både multiparametric prostata Mr og specielt uddannet uro-radiologer. Community-baseret praksis — hvor fleste patienter i USA behandles — vil sandsynligvis være ude af stand til at gennemføre fusionsteknologi aktuelle omkostninger. En anden impedans for vedtagelsen af denne teknologi er den tid, der kræves til at udføre en fusion målrettet biopsi. Med hjælp fra en uddannet assistent kræver hver biopsi ca 15 minutter, ikke herunder tid til at uploade og anmeld MRI data. To til tre konventionelle TRUS biopsier kan være afsluttet i den samme periode, som kan tjene som et økonomisk incitament for nogle Urologer. I undersøgelser til dato menes den nye teknologi at være omkostningseffektive på grund af den øgede effektivitet af kræftdiagnose.
Mænd diagnosticeret med prostatakræft fortsætter med at være overtreated. Mr / amerikanske fusion biopsi teknologi har potentiale til at dramatisk ændre profilen af mænd diagnosticeret med denne sygdom. Med mindre påvisning af ubetydelig sygdom og et større udbytte af klinisk signifikant tumorer, kan vi hurtigt diagnosticere primært dem, der ville drage fordel af overvågning og behandling.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne vil gerne anerkende Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) for hans teknisk support med dette projekt.
Artemis Fusion Biopsy Machine | Eigen | ||
Disposable biopsy gun | Bard | MC 1825 | Disposable Core Bx Instrument (penetration depth 22mm, length of sample notch 1.8 cm, guage & needle length 18g x 25 cm) |
Ertapenem (Invanz) | 1 gm IM x 1 (one hour prior to biopsy) | ||
High Level Disinfectant | Nanosonics | Trophon ER | |
Lidocaine 1% | 15-20 mL (10mg/mL) | ||
Lidocaine needle | Remington Medical | Ref CNM-2210(1) | Chiba Needle Marked; 22g (0.7mm) x 25.4 cm |
Needle Guide | Civco | Sterile Endocavity Needle Guide (with 2.6 x 30 cm and 3.5 x 20cm latex covers) | |
Reuseable biopsy gun | Bard | MN 1825 | Magnum 18G x 25cm Needle |
Ultrasound machine | Hitachi Aloka Noblus | C41V probe (End-Fire Transducer) | |
Water Soluble Lubricant | McKesson |