JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Médecine

Gebruik van MRI-echografie Fusion om gerichte prostaatbiopsie

Published: April 09, 2019
doi:
10.3791/59231
, , , ,
1Department of Urology,University of California Los Angeles

Summary

Hierin gepresenteerd is een protocol voor het uitvoeren van gerichte biopsie van de prostaat met behulp van een MRI-echografie fusiesysteem.

Abstract

Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van gerichte prostaat biopsie met behulp van een echografie-magnetic resonance imaging (MRI / U.S.) fusiesysteem. Prostaatkanker is traditioneel gediagnosticeerd via transrectale echografie (TRUS) biopsie. Hoewel beschouwd als de gouden standaard, TRUS is niet in staat om te visualiseren meest prostaat kanker laesies en vereist bijgevolg bemonstering van de gehele prostaat. Deze methode van de biopsie vaak undergrades prostaatkanker en herkent maximaal 35% van de kankers op eerste biopsie. Prostaat MRI is aangetoond dat uitstekende gevoeligheid in de opsporing van kanker laesies en vooruitgang in de MRI-technologie tijdens de afgelopen tien jaar hebben geleid tot de ontwikkeling van gerichte biopsie. In gerichte biopsie, een software platform overlays MRI data naar live TRUS beelden maken van een gesmolten MRI / Amerikaanse driedimensionaal model van de prostaat. Regio’s verdacht voor maligniteit op MRI zijn contouren door een radioloog, naar de fusiesysteem geüpload en vervolgens weergegeven binnen de levende MRI / U.S. gesmolten model. De uroloog kan dan direct biopsie deze doelstellingen. In vergelijking met conventionele TRUS biopsie, MRI / Amerikaanse fusietechnologie is gebleken om de opsporing van klinisch significante kanker terwijl het verminderen van onbeduidend kanker detectie te verbeteren. Deze technologie, daarom heeft het potentieel voor de diagnose van prostaatkanker voornamelijk bij mannen die bij behandeling baat er.

Introduction

Prostaatkanker is de tweede meest voorkomende kanker in Amerikaanse mannen, met bijna 165.000 gevallen gediagnosticeerd in 20181. De meerderheid van deze gevallen werden gediagnosticeerd via transrectale echografie (TRUS)-begeleide biopsie, een methodologie die werd voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1960 voor het verkrijgen van de brede acceptatie in de jaren 1980-2. In TRUS biopsie voert de arts meestal een sextant biopsie, systematisch bemonstering de base, Midden en apex van elke hemigland3. Ondanks zijn lange tijd beschouwd als de gouden standaard voor de diagnose, heeft TRUS biopsie diverse tekortkomingen. Omdat echografie meestal mislukt te visualiseren van kanker, wordt een TRUS biopsie uitgevoerd door systematisch bemonstering van alle delen van de prostaat, in plaats van die gericht zijn op individuele doelstellingen (Figuur 1). TRUS biopsie is dus “blind” en onder-sortering gebeurt in maar liefst 46% van de patiënten, en tot 35% van de kankers zijn ongemerkt op de eerste TRUS biopsie4,5.

Prostaat magnetische resonantie beeldvorming (MRI), gemeld zo vroeg als 1983, heeft een revolutie teweeggebracht in de diagnose prostaatkanker gedurende de afgelopen tien jaar6. T1 en T2 contrast imaging combineert multiparametric MRI (mpMRI) met diffusie gewogen beeldvorming (DWI) en Dynamisch-contrastverbetering (DCE) maken beide een anatomische en functionele beoordeling van de klier7. Deze gecombineerde multiparametric imaging modaliteit vergemakkelijkt de visualisatie van de tumor en is aangetoond dat het hebben van de superieure capaciteit om te ontdekken van prostaatkanker. Ten opzichte van TRUS biopsie die een sensitiviteit van circa 60 heeft %, heeft mpMRI aangetoond dat de gevoeligheid zo hoog als 96% in de opsporing van laesies die later zijn bevestigd dat u de haven van prostaatkanker8,9,10 ,11. Het vergroten van standaardisatie van mpMRI interpretatie, ontwikkeld de Europese samenleving van de urogenitale radiologie de prostaat Imaging-Reporting en Data System (PI-RADS) voor regio’s van belang (ROI) die verdacht voor prostaatkanker12 zijn. ROIs zijn gesorteerd op een vijf-punts Likert-schaal, waar een score van 1 is zeer laag risico op maligniteit en een score van 5 wordt beschouwd als een riskante laesie. ROIs geclassificeerd als graad 3 of boven zijn vaak afgedwongen tijdens prostaat biopsie.

Vooruitgang in de MRI-technologie hebben geleid tot de ontwikkeling van gerichte prostaatbiopsie, die wordt bevorderd door MRI-echografie (MRI / U.S.) fusion. In deze modaliteit, een software platform overlays mpMRI gegevens op leven van transrectale echografie beelden en maakt van een gesmolten driedimensionale (3D) model, waardoor de operator om te visualiseren een MRI-gedetecteerd ROI in real time op een monitor. Zodra zowel de MRI als de VS zijn geregistreerd, worden ROIs gezien op de MRI-beeld overgebracht naar het beeld van de echografie. Deze ROIs kunnen vervolgens worden individueel gericht, bekend als de “gerichte biopsie”. Het traject van elke naald en biopsie kern locatie zijn bijgehouden met een hoge graad van nauwkeurigheid en geregistreerd binnen het softwaresysteem (Figuur 2). Hierdoor kan de behandelaar aan resample een doel binnen 3 mm op eventuele follow-up biopsie sessie13,14. Biopsie bijhouden is vooral handig in actieve surveillance programma’s in dat foci van laag-risicomateriaal kanker op betrouwbare wijze kunnen worden gecontroleerd voor de pathologische progressie na verloop van tijd.

Tijdens het afgelopen decennium verschillende MRI / Amerikaanse fusion apparaten zijn ontwikkeld voor commercieel gebruik, en verscheidene studies hebben onderzocht de effectiviteit van deze methode van de biopsie. Twee grote potentiële proeven onlangs aangetoond de waarde van MRI / Amerikaanse fusietechnologie in de diagnose van prostaatkanker15,16. In beide studies, begeleiding door MRI / Amerikaanse fusion werd vergeleken met standaard sextant TRUS biopsie bij mannen met MRI-zichtbare laesies. Bij MRI / Amerikaanse fusion werd gebruikt, gerichte biopsie meer gevallen van klinisch significante prostaatkanker dan TRUS biopsie alleen gedetecteerd en in één van de studies de nieuwe methode ontdekt minder gevallen van onbeduidend prostaatkanker15. Met verminderde opsporing van klinisch onbeduidend kanker, kunt begeleide biopsie sparen veel patiënten de emotioneel leed van een diagnose van kanker, alsmede van de morbiditeit geassocieerd met verdere prostaat biopsieën. Herbergen van tussenliggende of risicovolle prostaatkanker patiënten dreigen te worden gediagnosticeerd via begeleide biopsie en dienovereenkomstig kunnen worden verwezen voor behandeling.

UCLA lanceerde haar MRI / Amerikaanse fusion biopsie program in begin 2009 met de release van de eerste Food and Drug Administration FDA goedgekeurde fusion biopsie platform. Verschillende platformen zijn nu ontwikkeld en internationaal beschikbaar zijn. Elk maakt gebruik van propriëtaire software en hardware MRI en ons gegevens in real-time om gerichte biopsie samen te voegen. Tabel 1 geeft de gegevens voor een aantal van de meest gebruikte fusion systemen17. De UCLA-ervaring is voornamelijk met de Artemis en UroNav systemen, waarlangs de overgrote meerderheid van fusion biopsieën in de Verenigde Staten op dit moment worden uitgevoerd.

In de kliniek onder plaatselijke verdoving uitgevoerd, deze nieuwe methode van de biopsie is snel wint aan goedkeuring voor de diagnose en bewaking van prostaatkanker. Hierin bieden we een technisch protocol voor het uitvoeren van gerichte prostaatbiopsie via MRI / Amerikaanse fusion.

Protocol

Wanneer gebruikt in een onderzoekscapaciteit, volgt het protocol hieronder strikt door de UCLA menselijke onderzoek ethische Commissie vastgestelde richtsnoeren. Opmerking: De hier beschreven methoden zijn gebruikt aan de UCLA voor het uitvoeren van gerichte biopsie van de prostaat met behulp van de Artemis-systeem. Alle patiënten die een biopsie van de fusie hebben mpMRI van de prostaat, die is geïnterpreteerd door een ervaren uro-radioloog wie heeft gelezen over 3.500 prostaat MRIs. Letsels zichtbaar op mpMRI zijn aangemerkt als PI-RADS 1-5, met PI-RADS 3-5 laesies geselecteerd voor gerichte biopsie. Vóór de ingreep, zijn MRI afbeeldingen geüpload naar software voor prostaat- en het doeldomein contouren door de radioloog. Alle patiënten die een gerichte biopsie ook ondergaan systematische biopsie, geleid door een sjabloon die is gegenereerd door de fusie apparaatsoftware. Als geen aparte streefcijfers op MRI gezien zijn, wordt alleen software-geleide systematische biopsie uitgevoerd. Patiënten met vermeende of eerder-de diagnose prostaatkanker zijn in aanmerking komen voor MRI / Amerikaanse fusion biopsie. Patiënten met bloeden diathesis of onvermogen te tolereren biopsie zonder sedatie worden beschouwd als niet in aanmerking komen. 1. machine initiatie en biopsie Plan selectie Macht op de Werkstationcomputer en de kar van het werkstation. Invoeren van de nieuwe patiënt informatie of selecteer een patiënt als de patiënt al is geregistreerd binnen het softwaresysteem. De MRI-importgegevens die zijn geupload via het apparaat de contouren software. Selecteer biopsie plan type (bijvoorbeeld MRI-TRUS fusion biopsie, revisit biopsie of systematische biopsie). Selecteer alle drie biopsie plan typen voor biopsie van nieuwe doelen, resampling van voorafgaande locaties en de prestaties van een systematische sextant biopsie. De fusiesysteem vraagt de arts om te kiezen voor 6 of 12 biopsie locaties worden voorgesteld als het kiezen van systematische biopsie (dat wil zeggen, 1 of 2 cores van elke anatomische sextant).Opmerking: In de praktijk van de UCLA ondergaan alle patiënten die een gerichte biopsie ook gelijktijdige systematische biopsie. Twaalf systematische biopsie kernen in plaats van zes worden meestal genomen omwille van de grondigheid. 2. de patiënt voorbereiding Een klysma voorschrijven en direct van de patiënt om het te gebruiken de ochtend van de biopsie voor het reinigen van rectale gewelf. Beheren van antibiotica een uur vóór het begin van de procedure. Beheren fluoroquinolones, eerste, tweede of derde generatie cefalosporines of aminoglycosiden zoals aanbevolen door de American Board van urologie.Opmerking: Het is cruciaal om de lokale antibiogram bij de keuze van het antibioticum moet worden gebruikt. Aan de UCLA, 1 g Ertapenem van een wordt toegediend intramuscularly één uur vóór de ingreep. Dit besluit werd gemaakt gebaseerd op het antibiogram UCLA. Er zijn geen na biopsie septische afleveringen voor de laatst 1.500 MRI-Amerikaanse fusion biopsieën uitgevoerd. Plaats de patiënt in de linker positie van de laterale decubitus. Plaats van de patiënt terug bijna parallel aan de rand van het bed, met de patiënt benen richting de borst te bieden maximale bereik van de beweging voor de biopsie apparaat tracker arm getrokken. Ervoor zorgen dat de patiënt billen iets buiten de rand van het bed zijn geplaatst. Voorbereiding van de patiënt anus. Geniet van een spons-stick in de gewenste antiseptische oplossing en swab het perineum en anus, starten uit de buurt van de anus en verhuizen naar de anus. Een digitaal rectaal onderzoek uitvoeren Invoegen van een gehandschoende en condoom met wijsvinger in het rectum en directe anteriorly te palperen van de prostaat.Opmerking: Als een knobbeltje of een verharding is gepalpeerd, biopsie van de abnormaliteit moet plaatsvinden. 3. TRUS sonde voorbereiding Bevestig de naald guide to TRUS sonde. Echografie gelei rechtstreeks toepassen op een schone TRUS sonde.Opmerking: Aan de UCLA, worden alle TRUS sondes ontsmet via een geautomatiseerd systeem dat gebruik waterstofperoxide-oplossing verdampt. Een condoom cover op TRUS sonde passen direct boven de echografie gelei en veilig in plaats met een rubberen band. 4. beheer van de Periprostatic zenuw blok Zachtjes invoegen de condoom met einde-brand TRUS sonde in de endeldarm van de patiënt. Verder de sonde totdat een tweedimensionale (2D) dwarse weergave van de prostaat duidelijk zichtbaar op de monitor is en de sonde aan te passen totdat het geschatte center van de prostaat zichtbaar is. Het verkrijgen van een geschat volume van de prostaat door het meten van de prostaat hoogte, breedte en lengte. Bereken prostaat specifiek antigeen (PSA) dichtheid indien gewenst door PSA waarde te delen door het volume van de prostaat. Zet de biopsie gids op het scherm om te visualiseren naald traject. Draaien en verder van de sonde totdat de kruising tussen de prostaat en zaadblaasje is gevisualiseerd, de zone waar de prostaat neurovasculaire bundel de klier betreedt vertegenwoordigt. Invoegen van een naald 22 G spinale door het kanaal gids naald op de TRUS sonde. Vooraf de naald in de kruising tussen de prostaat en zaadblaasje. Deze ruimte met 10 infiltreren cc van 1% lidocaïne, een ultrasone wheal maken.Opmerking: Juiste infiltratie zal leiden tot een scheiding van de zaadblaasjes en de prostaat van de rectale muur. Passen de TRUS sonde voor het beheer van de periprostatic zenuw blok aan de contralaterale zijde. Wacht 1 minuut voor voldoende anesthesie te bereiken. 5. dock de Tracking-Arm Stel de sonde TRUS zo in dat de grootste diameter van de prostaat zichtbaar in dwarse richting is. Standpunt de kar werkstation naast de patiënt om te visualiseren de werkstation-schermen terwijl ook het observeren van de patiënt. Zorg ervoor dat de tracking-arm in de stand “park”. Plaats de twee tracking armen ongeveer 90° uit elkaar. Ontgrendelen van de tracker-arm en plaats deze direct onder de sonde TRUS terwijl de TRUS sonde op zijn plaats binnen de endeldarm van de patiënt. Til de arm van de tracker om te plaatsen de TRUS sonde in de bakermat van de tracking-arm en beveiligen van de gesp. De sonde TRUS is nu veilig. Vergrendelen van de stabiliserende arm. 6. drie-dimensionale Beeldacquisitie Langzaam draaien de TRUS sonde rechtsom langs de lange as van ongeveer 200°.Opmerking: De echografie-systeem zal verwerven van 2D-afbeeldingen en reconstrueren om te maken van een 3D echografie-model dat is opgeslagen in het softwareplatform. Een overzicht van de prostaat door het plaatsen van de digitale markeringen 6−8 groen langs de grens in de dwars- en Sagittaal beelden op het scherm werkstation weergegeven. Een 3D reconstructie van de prostaat zal vervolgens worden door de software gemaakt en weergegeven. Het model van de 3D echografie van de prostaat om dat de prostaat is zichtbaar in alle segmenten bekijken De voorgestelde grenzen van de prostaat op de wederopbouw van 3D echografie verfijnen door te klikken op de juiste prostaat grens op de grijswaardenafbeelding. Alleen uitvoeren verfijning als er een discrepantie tussen de groene contour en de ware grens van de prostaat. 7. MRI registratie Stijve registratie in de richting van de saggital van de MRI, dat zal worden gepresenteerd op het scherm uitvoeren. Selecteer twee monumenten op de heer afbeelding (bijv: superior-meeste punt en inferior-meeste punt van de prostaat langs de wand van de endeldarm) en een digitale markering op elke plaats. Plaats twee digitale markeringen op overeenkomstige monumenten op de echografie van de weergegeven afbeelding. Stijve registratie in de dwarse richting uitvoeren. Nogmaals, Selecteer twee monumenten op de MRI-beeld (bijvoorbeeld anterior-meeste punt en posterior-meeste punt van de prostaat) en een digitale markering op elke plaats. Plaats twee digitale markeringen op overeenkomstige monumenten op de echografie van de weergegeven afbeelding.Opmerking: Elastische registratie wordt automatisch uitgevoerd na het selecteren van de “Next” knop op het scherm. 8. de doelbepaling Opmerking: Voorgevormde doelstellingen van zowel de mpMRI als de digitale markeringen ter aanduiding van een sjabloon voor systematische biopsie zijn nu op het 3D-prostaat model gemaakt tijdens de overname stap bovenop. Selecteer de eerste ROI als biopsied. Druk de koppeling in de buurt van de tracker arm ingang naar het vrijgeven van de tracker-arm remsysteem. Zachtjes gaan de tracker arm naar de gewenste doelgroep. Zodra de gele digitale markering op de gewenste locatie over het doel — nu gemarkeerd in het rood — laat de koppeling om praktisch de remmen op de arm van de tracker. De arm van de tracker is nu veilig in de ruimte. De rotatie-rem door het indrukken van de hendel los net links van de ingang van de arm van de tracker naar voren. Zachtjes draaien de tracker-arm voor het uitlijnen van de gele digitale markering, totdat het op het gewenste doel is bovenop. Trek aan de hendel om praktisch de roterende remmen. 9. de bewegingscompensatie Voorafgaand aan elke biopsie, te beoordelen of de levende echografie beelden geregistreerd binnen de echografie wederopbouw blijven. Als de grens van de prostaat op levende echografie is opgenomen binnen de reeks van groene digitale markers, gaat u verder met sectie 10. Als de groene digitale markeringen niet langer correct afbakening van de grens van de prostaat, verrichten bewegingscompensatie. Selecteer de optie vergoeding beweging op het beeldscherm. Kies drie bezienswaardigheden op de prostaat 3D reconstructie en een digitale markering op elke plaats. Digitale markeringen op de overeenkomstige bezienswaardigheden op de weergave van de live echografie van de prostaat plaatsen om het terugbrengen van het 3D-model in registratie met de levende echografie. 10. prostaatbiopsie en opname van de naald Plaats het 18 G biopsie pistool in de gids van de naald op de sonde TRUS gemonteerd. Verder met inachtneming van de monitor, de naald biopsie richting het rode bowtie-vormige visuele hulpmiddel dat over de levende echografie-afbeelding wordt weergegeven. Verder de naald tip om het midden van de markering bowtie-vormige snijden. Druk de voetschakelaar pedaal om te beginnen met het opnemen van de reeks 2D echografie beelden voor 3D biopsie locatie opnemen, die worden gebruikt voor het markeren van de site van de voltooide biopsie en op een later tijdstip voor toekomstige herziening kan worden herzien. Brand de naald biopsie door indrukken van de knop op het pistool van de biopsie. Let goed op de streak van de naald op de echografie. Laat de voetschakelaar om te stoppen naald opname en verwijder het pistool biopsie uit de gids van de naald. Hand het geweer van de biopsie aan de assistent. Laat de Office-assistent openen de mantel en de kern van de biopsie storten op zijn eigen label specimen cup met 10% gebufferd formaline. 11. naald segmentatie Bekijk de naald traject opname en observeren van de witte streep die de naald wordt gemaakt door echografie wordt bekeken. Vergelijk de streak op de frames opgenomen echografie naar de rode naald auto-segmentatie streep die wordt weergegeven als een bedekking in het pop-upvenster. Sla de naald auto-segmentatie als het accuraat om permanent opslaan van de locatiegegevens voor deze biopsie kern. Als auto-segmentering van de naald onjuist is, dient u het traject handmatig te corrigeren. Gebruik de knevel pijlen om te bladeren door de naald reeks opnemen totdat de naald image frame is gevonden. Definiëren de naald uiteinde en traject door de markering van de punten die overeenkomen met het begin en einde van de naald streak. Klik op het puntje van de streak te definiëren van de naald tip en klik op de onderkant van de streak naar het definiëren van het traject van de naald. Sla deze segmentering van de naald of passen nogmaals.Opmerking: Besparing zal permanent opslaan van de locatiegegevens voor deze kern biopsie en bedekken op het 3D-model. 12. de resterende weefsel extractie Herhaal de secties 8−11 om weefsel wordt gewonnen uit alle gewenste locaties. Bepaal het aantal cores te verkrijgen van elk mpMRI-erkend ROI. Om ervoor te zorgen dat elke ROI goed bemonsterde is, kunt u overwegen kernen op ingestelde intervallen (bijvoorbeeld elke 3 mm) of vanuit zowel het centrum en de periferie. 13. het sluiten van de biopsie sessie Ontgrendel de stabilisator arm. Verwijder voorzichtig de TRUS sonde uit endeldarm van de patiënt. Oefen druk uit met gaas kussentjes voor 5 min ter vergemakkelijking van hemostase.

Representative Results

Tussen 2009 en 2015, 1.042 mannen ondergingen MRI / Amerikaanse fusion biopsie aan de UCLA voor een verhoogde PSA, abnormale digitaal rectaal examen, of voor bevestiging van laag-risicomateriaal prostaatkanker bij patiënten gezien actieve surveillance. Onderwerpen onderging mpMRI van de prostaat met een magneet 3 Tesla vóór de biopsie. ROIs waren ingedeeld op een 1−5 Likert noterend systeem gebaseerd op verdenking van maligniteit die voorafgaand aan de vaststelling van PI-RADS is ontwikkeld aan de UCLA. Gelijkaardig aan PI-RADS, de UCLA-score is gebaseerd op de T2-gewogen beeldvorming, DWI en DCE. Regio’s ingedeeld als “1” had normale T2-gewogen beeldvorming, normale DCE en ADC op DWI van > 1.2 x 10-3 mm2/s, terwijl regio’s ingedeeld als “5” had een donkere knobbeltje met massa effect op de T2-gewogen beeldvorming, diep abnormale DCE en ADC op DWI van < 0,6 x 10 -3 mm2/s. Na de mpMRI, de MRI-beelden werden overgedragen aan de de fusiesysteem biopsie contouren software in welke ROI contouren was uitgevoerd, en vervolgens verzonden naar de MRI / Amerikaanse fusion biopsie apparaat. Dit systeem werd gebruikt voor het verkrijgen van gerichte kernen van ROIs (indien aanwezig). Alle patiënten ondergingen een 12-core systematische biopsie met behulp van een sjabloon die is gegenereerd door de fusiesysteem ongeacht of gerichte biopsie werd uitgevoerd. Alle sextants werden bemonsterd tijdens systematische biopsie, met inbegrip van degenen die ROIs. De primaire uitkomst was de detectie van klinisch significante prostaatkanker, gedefinieerd als Gleason score ≥7. De detectie van klinisch significante prostaatkanker werd vergeleken tussen de verschillende fusion biopsie strategieën bij patiënten met ten minste 1 ROI van ≥ rang 3. De strategieën van de biopsie vergeleken waren gerichte biopsie, systematische biopsie en de gelijktijdige uitvoering van zowel doelgerichte en systematische biopsie binnen dezelfde sessie, bekend als de “combinatie biopsie.” Figuur 3 toont de prestaties van de combinatie biopsie vergeleken met gerichte biopsie en systematische biopsie. Onder alle patiënten hadden 825 patiënten ten minste één ROI geclassificeerd als graad 3 of hoger. Voor maximale ROI rang, 435 patiënten had een laesie grade 3 301 had een laesie rang 4 en 89 had een laesie rang 5. Onder de 825 patiënten met een ROI ≥ grade 3 hadden combinatie biopsie de grootste opsporingstarief voor klinisch significante kanker. Terwijl 289 gevallen van klinisch significante ziekte zijn waargenomen via combinatie biopsie, 229 patiënten met klinisch significante ziekte werden geïdentificeerd met behulp van gerichte biopsie alleen en 199 werden geïdentificeerd met systematische biopsie alleen. Combinatie biopsie ook geïdentificeerd een groter aantal risicovolle (≥Gleason 8) prostaatkanker gevallen, met 89 risicovolle gevallen gediagnosticeerd met combinatie biopsie vergeleken met 74 via gerichte biopsie alleen (p < 0.001) en 51 met systematische biopsie alleen (p < 0.001) . Van deze groep zou 15 patiënten met hoog risico anders geweest niet gediagnosticeerd als alleen gerichte biopsie werd uitgevoerd. De identificatie van klinisch significante prostaatkanker was direct gerelateerd aan ROI rang. 80% van de mannen met een graad die 5 ROI had Gleason ≥7 ziekte in vergelijking met 24% voor mannen met graad 3 ROI. Combinatie biopsie ook overtroffen zowel de gerichte biopsie en de systematische biopsie voor alle rangen van ROI (Figuur 4). Figuur 1 : Afbeelding van transrectale echografie van de prostaat. Conventionele transrectale echografie (TRUS) afbeelding van prostaat in dwarse richting. Oranje stippen bakenen sextant biopsie plan. De TRUS methode is meestal blind voor de locatie van de tumor, aangezien de meeste tumoren niet zichtbaar op echografie zijn. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 2 : 3D reconstructie van prostaat. 3D-reconstructie van de prostaat (bovenste deelvenster) en MRI met zichtbare gebied van belang (ROI) weergegeven in weergaven van het dwarse, Sagittaal en coronale (lagere panelen). De ROI is weergegeven in groen (bovenste) en contouren in het groen (Neder). Kernen positief voor maligniteit worden in rood weergegeven. Andere kernen weergegeven in blauw zijn negatief, maken deze patiënt een mogelijke kandidaat voor focale therapie. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 3 :  Diagnostische prestaties van systematische biopsie, biopsie, gericht en gecombineerde aanpak onder patiënten waarvan mpMRI geopenbaard ten minste één ROI van rang ≥3 (n = 825). Het aantal patiënten gediagnosticeerd met prostaatkanker (CaP; y-as) ten opzichte van de strategie van de biopsie (x-as) wordt weergegeven. Combineren gericht en systematisch biopsieën resulteerde in de ontdekking van 60 klinisch significante kanker ongemerkt door ofwel alleen (lichtgrijs, p < 0.001 versus systematische en gerichte alleen), en een extra 15 risicovolle gevallen (zwart, p < 0.001 versus systematische en gerichte aanpak). Dit cijfer is aangepast met toestemming van Filson et al.19. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 4 : Relatie tussen de ROI rang en de aanwezigheid van kanker. Dit cijfer toont het percentage patiënten met ≥1 ROI op MRI (n = 825) met een diagnose van klinisch significante CaP (n = 289, 35%) (y-as) gelaagde per ROI rang (x-as). Combinatie biopsie (zwarte ingecheckte balken) presteerde beter dan systematische biopsie (donkere diagonale balken) en gerichte biopsie (licht gearceerde balken) over alle kwaliteiten van de ROI (p < 0,001). Overall, 80% van de patiënten met een graad 5 ROI had klinisch significante CaP (graad 3 ROI, odds ratio 9.05, 95%-betrouwbaarheidsinterval 4,96 – 16,50 tegenover 24%). Dit cijfer is aangepast met toestemming van Filson et al.19. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Figuur 5 : Groei van MRI / Amerikaanse fusion biopsieën aan de UCLA. Grafiek met het aantal MRI / Amerikaanse fusion biopsies verricht jaarlijks aan de UCLA sinds de aanvang van het programma in 2009. Aan de UCLA, wordt de nieuwe technologie gebruikt voor de eerste keer biopsie, herhaal biopsie en serieel voor mannen in actieve surveillance. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. Artemis(Eigen, USA) Positie-gecodeerde gewrichten aan robotarm In/uit en roterende beweging alleen (vast naar mechanische arm) Transrectale Robotarm minimaliseert menselijke foutenOpleiding nodig om te leren van de software en de manuele manipulatie van TRUS biopsie via mechanische arm BioJet(GeoScan Medical, USA) Positie-gecodeerde gewrichten aan robotarm In/uit en roterende beweging alleen Transrectale of transperineal TRUS-sonde op hoek-sensing mechanische arm dat de uitvoer van informatie over de positie van de sonde naar werkstation gemonteerd. BiopSee(Pi Medical, Griekenland) Positie-gecodeerde gewrichten aan robotarm In/uit en roterende beweging alleen (vast naar mechanische arm) Transperineal Biopsie setup vergelijkbaar met brachytherapie;Diagnostische setup kan mogelijk worden gebruikt voor de installatie van de behandeling.TRUS sonde gidsen transperineal biopten Realtime virtuele echografie (Hitachi, Japan) Elektromagnetisch veld Generator voor co registratie van MRI en VS beelden Vrij beweegbare met de hand Transrectale of transperineal Voornamelijk gebruikt in Japan; weinig studeerde elders UroNav(Invivo, USA) Elektromagnetisch veld Generator voor co registratie van MRI en VS beelden Vrij beweegbare met de hand Transrectale Eerste fusion office gebaseerde platform op de marktVertrouwd freehand TRUS aanpak Urostation (Koelis, Frankrijk) Software beeld-gebaseerde tracking(3D-Amerikaanse volume gesmolten elastisch naar 3D beeld van de heer in echt-tijd) Vrij beweegbare met de hand Transrectale Meest voorkomende platform in EuropaBerust louter op 3D TRUS beeld bijhouden zonder enige bundel-tracking externe hardware. Tabel 1: MRI / Amerikaanse fusion apparaten vaak gebruikt in de Verenigde Staten en internationaal. Deze tabel wordt aangepast met toestemming van Elkhoury et al.17.

Discussion

Het gebruik van MRI / Amerikaanse fusie bij prostaatbiopsie belooft grote voordelen ten opzichte van traditionele TRUS begeleiding in de diagnose en bewaking van prostaatkanker. TRUS biopsie is uniek onder afbeelding-geleide biopsieën in dat weefsel niet specifieke letsels, verkregen wordt aangezien de meerderheid van de prostaat tumoren onzichtbaar op echografie18 zijn. De mpMRI heeft ingeschakeld Urologen en radiologen visualiseren en risico-stratificeren prostaat laesies, helpen aan triage patiënten naar of uit de buurt van de biopsie. MRI / Amerikaanse biopsie fusietechnologie vergemakkelijkt de bemonstering van MRI-zichtbare laesies met grote nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid, en dus verbetert de opsporing van klinisch significante kanker in vergelijking met conventionele TRUS biopsie.

De grootste waarde van MRI / Amerikaanse fusietechnologie ligt binnen haar vermogen om juist het projecteren van MRI-gedetecteerd ROIs op TRUS beelden voor targeting. De nauwkeurige superpositie van MRI en TRUS beelden is daarom essentieel. Verschillende kritische stappen uitgevoerd tijdens MRI / Amerikaanse fusion biopsie — automatisch of met de behandelaar ingang — verhogen van de nauwkeurigheid van elke biopsie. Eerst en vooral is bewegingscompensatie, geïnitieerd door de behandelaar. Patiënten beweging, zelfs als lichte, is onvermijdelijk tijdens een unsedated biopsie en de overlay MRI gegevens op TRUS afbeeldingen kunt verschuiven. Het resultaat is een “gerichte biopsie” dat schiet zijn doel voorbij. Bewegingscompensatie brengt zowel de MRI als de TRUS beelden terug in registratie met elkaar. Het is absoluut noodzakelijk voor het verrichten van bewegingscompensatie tijdens MRI / Amerikaanse fusion biopsie ter bevestiging van de afwezigheid van beweging, en te vaak beoordelen of MRI en TRUS beelden blijven nauwkeurig bovenop.

Compensatie voor andere soorten prostaat vervorming wordt ook uitgevoerd tijdens MRI / Amerikaanse fusion biopsie. Stijve registratie, ook uitgevoerd door de behandelaar, corrigeert voor prostaat oriëntatie verschillen op basis van de positionering van de patiënt. Deze verschillen zich voordoen omdat de mpMRI terwijl de patiënt in de liggende positie, is terwijl de 3D echografie wordt verworven, terwijl de patiënt zich in de positie van de laterale decubitus wordt verworven. Zodra rigide registratie voltooid is, elastische registratie gebeurt automatisch door het softwaresysteem. Elastische registratie compenseert voor compressie van de prostaat uit de TRUS sonde. Deze geavanceerde software-gemedieerde kenmerken van MRI / Amerikaanse fusion enable de nauwkeurige bemonstering van ROIs, waardoor versterkt de detectie van kanker.

Tijdens gerichte biopsie, moet worden gezorgd om juiste bemonstering van een ROI. Biopsie van ROIs met de hoogste verdenking (zoals gedefinieerd door PI-RADs v2) moet eerst worden uitgevoerd gevolgd door ROIs met lager achterdocht, en tot slot de systematische sextant biopsie. Deze aanbeveling is gebaseerd op het idee dat bijhouden en beeldkwaliteit met elk biopsie als gevolg van de beweging van de klier, oedeem van de prostaat of hematoom ontwikkeling afnemen kan. Nauwkeurig gerichte biopsie is afhankelijk van de minimale anatomische discrepantie tussen prostaat mpMRI en TRUS.

Bij de bemonstering van ROIs, moeten artsen voldoen aan een biopsie strategie die de bemonstering van verdacht weefsel maximaliseert terwijl het minimaliseren van de biopsie tijd en de patiënt ongemak. Een dergelijke strategie omvat het verkrijgen van alle kernen van het centrum van de ROI. Deze methode zorgt theoretisch voor weefsel binnen een ROI te bemonsteren zelfs als registratie van MRI en TRUS is enigszins scheef. Een andere strategie is om monster het midden van de ROI ook regio’s in de periferie die een verschillende graad van kanker kan haven. Grotere ROIs mogelijk een groter aantal kernen om passende bemonstering. Aan de UCLA is de algemene richtsnoer het verkrijgen van 1 kern van weefsel elke 3 mm van de langste as. Alle biopsies gericht op een ROI worden beschouwd als gerichte biopten.

In de afgelopen jaren heeft een poging gedaan om te wijzigen van prostaatkanker screeningmethoden teneinde over-diagnose en overtreatment te verminderen. Het belang van diagnostische modaliteiten die een hoog rendement voor klinisch significante ziekte dragen is toegenomen. Vanwege de nauwkeurigheid van de MRI-Amerikaanse fusie voor de oriëntatie van de biopsie, hebben clinici geprobeerd de grotere uitvoering van deze technologie11,15,16. Aan de UCLA, zijn meer dan 3.500 fusion biopsieën uitgevoerd sinds het programma in 2009, een ervaring onder de natie grootste (Figuur 5). Is er een voortdurende groei van het programma als de waarde van MRI / Amerikaanse fusie wordt steeds meer erkend en nieuwe toepassingen worden ontwikkeld. Het vermogen van deze technologie aan resample foci van kanker gevraagd de oprichting van een actieve surveillance programma volledig gebaseerd op MRI / Amerikaanse fusion biopsie. Sinds 2009 hebben meer dan 750 mannen met laag risico prostaatkanker ingeschreven. Elke patiënt ondergaat MRI / Amerikaanse fusion biopsie om 1−2 jaar aan resample zowel de oorspronkelijke foci van kanker en systematisch, andere delen van de prostaat. Patiënten met geen pathologische progressie blijven op actieve surveillance en Vermijd radicale behandeling (en de mogelijke nadelige effecten van dergelijke behandelingen). De diagnose en bewaking van patiënten met MRI / Amerikaanse fusietechnologie leidt tot betere opsporingstarieven voor die patiënten die behandeling behoeven.

Tijdens de eerste biopsie met behulp van MRI / Amerikaanse fusion, systematische bemonstering wordt verkregen samen met gerichte bemonstering van de zichtbare laesies. In deze combinatie biopsie, beide methoden biopsie worden uitgevoerd met behulp van de MRI / Amerikaanse fusiesysteem. De site voor elke core biopsie wordt vastgelegd, zowel binnen als buiten MRI-zichtbare laesies. De combinatie biopsie via de MRI / Amerikaanse fusiesysteem maakt de ontdekking van meer klinisch significante prostaatkanker dan beide methode alleen19. Waarom bepaalde laesies zijn ongemerkt door blijft MRI onduidelijk. Sommige morphologies van prostaatkanker, zoals het ras van agressieve cribiform, zijn niet gemakkelijk te onderscheiden van het omliggende normale weefsel op MRI20. Ongemerkt kanker foci later ontdekt op hele mount pathologie vaak zijn klein en letsels minder dan 0,5 cc zijn vaak onzichtbaar op MRI21. Hoewel klein in volume wellicht deze letsels relatief groot oppervlak, waardoor ze meer kans om te worden gedetecteerd via systematische biopsie dan gerichte biopsie. Systematische biopsie via de MRI / Amerikaanse fusion apparaat kan ook gunstiger dan conventionele TRUS systematische biopsie, omdat de software is in staat te stellen van de biopsie locaties die ertoe bijdragen een zelfs bemonstering van de gehele prostaat. Dit maakt de toewijzing van anatomische locaties traditioneel moeilijk te biopsie, zoals de voorste prostaat, en kan ze worden opgenomen als onderdeel van de systematische biopsie.

Naast het vergemakkelijken van de diagnose, MRI / Amerikaanse fusietechnologie heeft het potentieel voor gebruik bij de behandeling van prostaatkanker. Met behulp van fusion systemen, laesies van kanker worden nauwkeurig in kaart gebracht en dan specifiek voor behandeling kunnen worden gericht. Bekend als “focal therapieën”, worden dit soort selectieve behandeling momenteel gebruikt voor de behandeling van lage en intermediair risico ziekte als alternatieven voor radicale therapie. Onlangs, een fase ik klinische proef op focal laser ablatie van prostaatkanker werd uitgevoerd met behulp van MRI / Amerikaanse fusietechnologie om nauwkeurige targeting van elke intermediair risico tumor22. Na behandeling, patiënten waren bewaakte met mpMRI en herhaal MRI / Amerikaanse fusion gericht biopsie van de behandelde laesies te evalueren voor permanente kanker. Evaluatie van het succes van focale therapie zou uitdagende zonder de mogelijkheid om nauwkeurig resample specifieke locaties, zoals softwarematig bijhouden ingeschakeld.

MRI / Amerikaanse fusion biopsie heeft ook nadelen. Eerst en vooral, degradeert de kosten voor de uitvoering van dit systeem momenteel het voornamelijk om academische centra en grote groepspraktijken. Een MRI / Amerikaanse fusion apparaat kan kosten opwaarts 150.000 dollar te kopen. Kosten zijn echter niet beperkt tot het feitelijke apparaat. Om volledig te profiteren van de technologie, moeten patiënten toegang hebben tot zowel multiparametric prostaat MRI en speciaal opgeleide uro-radiologen. Gemeenschap gebaseerde praktijken — waar de meerderheid van de patiënten in de Verenigde Staten worden behandeld — zullen waarschijnlijk niet uit te voeren van fusietechnologie als gevolg van de huidige kosten. Een ander impedantie op de aanneming van deze technologie is de tijd die nodig is voor het uitvoeren van een biopsie van de fusion gericht. Met de hulp van een opgeleide assistent vereist elke biopsie ongeveer 15 minuten, niet met inbegrip van de tijd die nodig is om te uploaden en de gegevens van de MRI bekijken. Twee tot drie conventionele TRUS biopsies kunnen worden afgerond tijdens dezelfde periode, die als een financiële belemmering vormen voor sommige Urologen dienen kan. In studies tot op heden, wordt de nieuwe technologie verondersteld om kosteneffectieve vanwege de grotere efficiëntie van de diagnose kanker.

Mannen gediagnosticeerd met prostaatkanker blijven worden overtreated. MRI / Amerikaanse biopsie fusietechnologie heeft het potentieel om het profiel van mensen gediagnosticeerd met deze ziekte drastisch te wijzigen. Met minder opsporing van onbeduidend ziekte en een groter rendement van klinisch significante tumoren, kunnen we snel diagnosticeren vooral degenen die van bewaking en behandeling profiteren zouden.

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

De auteurs wil erkennen Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) voor zijn technische ondersteuning met dit project.

Materials

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shiv, B. Y., et al. History of Prostate Biopsy. Urology News. 22 (2), 5-7 (2018).
  2. Hodge, K. K., McNeal, J. E., Stamey, T. A. Ultrasound Guided Transrectal Core Biopsies of the Palpably Abnormal Prostate. The Journal of Urology. 142 (1), 66-70 (1989).
  3. Noguchi, M., Stamey, T. A., McNeal, J. E., Yemoto, C. M. Relationship Between Systematic Biopsies and Histological Features of 222 Radical Prostatectomy Specimens: Lack of Prediction of Tumor Significance for Men With Nonpalpable Prostate Cancer. The Journal of Urology. 166 (1), 104-110 (2001).
  4. Djavan, B., et al. Prospective evaluation of prostate cancer detected on biopsies 1,2,3 and 4: when should we stop?. The Journal of Urology. 166 (5), 1679-1683 (2001).
  5. Hricak, H., et al. Anatomy and pathology of the male pelvis by magnetic resonance imaging. American Journal of Roentgenology. 141 (6), 1101-1110 (1983).
  6. Puech, P., Sufana Iancu, A., Renard, B., Villers, A., Lemaitre, L. Detecting prostate cancer with MRI — why and how. Diagnostic and Interventional Imaging. 93 (4), 268-278 (2012).
  7. Norberg, M., et al. The sextant protocol for ultrasound-guided core biopsies of the prostate underestimates the presence of cancer. Urology. 50 (4), 562-566 (1997).
  8. Schoots, I. G., et al. Magnetic Resonance Imaging–targeted Biopsy May Enhance the Diagnostic Accuracy of Significant Prostate Cancer Detection Compared to Standard Transrectal Ultrasound-guided Biopsy: A Systematic Review and Meta-analysis. European Urology. 68 (3), 438-450 (2015).
  9. Moldovan, P. C., et al. What Is the Negative Predictive Value of Multiparametric Magnetic Resonance Imaging in Excluding Prostate Cancer at Biopsy? A Systematic Review and Meta-analysis from the European Association of Urology Prostate Cancer Guidelines Panel. European Urology. 72 (2), 250-266 (2017).
  10. Ahmed, H. U., et al. Diagnostic accuracy of multi-parametric MRI and TRUS biopsy in prostate cancer (PROMIS): a paired validating confirmatory study. The Lancet. 389 (10071), 815-822 (2017).
  11. Barentsz, J. O., et al. ESUR prostate MR guidelines 2012. European Radiology. 22 (4), 746-757 (2012).
  12. Natarajan, S., et al. Clinical application of a 3D ultrasound-guided prostate biopsy system. Urologic Oncology. 29 (3), 334-342 (2011).
  13. Marks, L., Young, S., Natarajan, S. MRI-ultrasound fusion for guidance of targeted prostate biopsy. Current Opinion in Urology. 23 (1), 43-50 (2013).
  14. Siddiqui, M. M., et al. Comparison of MR/Ultrasound Fusion–Guided Biopsy With Ultrasound-Guided Biopsy for the Diagnosis of Prostate Cancer. The Journal of the American Medical Association. 313 (4), 390-397 (2015).
  15. Kasivisvanathan, V., et al. MRI-Targeted or Standard Biopsy for Prostate-Cancer Diagnosis (PRECISION study). New England Journal of Medicine. 378, 1767-1777 (2018).
  16. Elkhoury, F. F., Simopoulos, D. N., Marks, L. S. MR-guided biopsy and focal therapy: new options for prostate cancer management. Current Opinion in Urology. 28 (2), 93-101 (2018).
  17. Raja, J., Ramachandran, N., Munneke, G., Patel, U. Current status of transrectal ultrasound-guided prostate biopsy in the diagnosis of prostate cancer. Clinical Radiology. 61 (2), 142-153 (2006).
  18. Filson, C. P., et al. Prostate cancer detection with magnetic resonance-ultrasound fusion biopsy: The role of systematic and targeted biopsies. Cancer. 122 (6), 884-892 (2016).
  19. Truong, M., et al. A Comprehensive Analysis of Cribriform Morphology on Magnetic Resonance Imaging/Ultrasound Fusion Biopsy Correlated with Radical Prostatectomy Specimens. The Journal of Urology. 199 (1), 106-113 (2018).
  20. Le, J. D., et al. Magnetic Resonance Imaging-Ultrasound Fusion Biopsy for Prediction of Final Prostate Pathology. The Journal of Urology. 192 (5), 1367-1373 (2014).
  21. Natarajan, S., et al. Focal Laser Ablation of Prostate Cancer: Feasibility of Magnetic Resonance Imaging-Ultrasound Fusion for Guidance. The Journal of Urology. 198 (4), 839-847 (2017).

Tags

MRI-ultrasound FusionTargeted Prostate BiopsyARTEMIS DeviceTransrectal UltrasoundProstate Imaging3D UltrasoundPeriprostatic Nerve BlockProstate PathologyProstate Cancer Diagnosis

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citer Cet Article
Jayadevan, R., Zhou, S., Priester, A. M., Delfin, M., Marks, L. S. Use of MRI-ultrasound Fusion to Achieve Targeted Prostate Biopsy. J. Vis. Exp. (146), e59231, doi:10.3791/59231 (2019).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image