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

Использование МРТ УЗИ Fusion для достижения целевых биопсии простаты

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

Summary

Представленные в настоящем документе представляет собой протокол для выполнения целевых Биопсия предстательной железы с помощью МРТ ультразвуковая система фьюжн.

Abstract

Здесь мы представляем протокол для выполнения целевых биопсии простаты с помощью магнитно резонансной томографии УЗИ (МРТ / США) слияние системы. Рак простаты традиционно была диагностирована через трансректальное УЗИ (ТРУЗИ) биопсии. Хотя считается золотым стандартом, ТРУС не сможет визуализировать наиболее простаты рак поражений и поэтому требует выборки всей предстательной железы. Этот метод биопсии часто undergrades рака простаты и не удается обнаружить до 35% рака на первоначальный биопсии. Было показано, что МРТ предстательной железы имеют превосходную чувствительность в выявлении раковых поражений, и выдвижения в технологии МРТ в течение последнего десятилетия привели к разработке целенаправленных биопсии. В целевых биопсии, данных оверлеев МРТ платформы программного обеспечения на живой ТРУС изображения для создания плавленого МРТ / США трехмерную модель простаты. Горизонталями, рентгенолог, загружены в систему фьюжн и затем отображаются в живой МРТ регионы подозрительным для злокачественного на МРТ / США сплавили модель. Уролог затем возможность непосредственно биопсии этих целей. По сравнению с обычными ТРУС биопсии, МРТ / технологии fusion США была продемонстрирована возможность улучшить обнаружение клинически значимых рака при одновременном снижении обнаружения незначительных рака. Таким образом, эта технология имеет потенциал для диагностики рака предстательной железы, преимущественно у мужчин, которые выиграют от лечения.

Introduction

Рак предстательной железы является второй наиболее распространенной формой рака в американских мужчин, с около 165 000 случаев диагностировано в 2018 году1. Большинство из этих случаев были диагностированы через трансректальное УЗИ (ТРУЗИ)-руководствуясь биопсии, методологии, которая была впервые разработана в 1960-х до получить широкое признание в 1980-х2. В биопсии ТРУС врач обычно выполняет секстант биопсии, систематически выборки базы, среднего и вершины каждого hemigland3. Несмотря на быть давно считается золотым стандартом для диагностики, ТРУС биопсии имеет несколько недостатков. Потому что УЗИ обычно не удается визуализировать рака, ТРУС биопсия проводится систематически выборки всех частей предстательной железы, а не направленных на отдельных целей (рис. 1). Таким образом ТРУС биопсии «слепой» и под сортирующий происходит как 46% больных и до 35% рака незамеченными на первый ТРУС биопсии4,5.

Простаты магнитно-резонансная томография (МРТ), сообщила еще в 1983 году, произвела революцию диагноз рака простаты в последние десятилетия6. Многопараметрических МРТ (mpMRI) объединяет T1 и T2 контраст изображения с диффузии взвешенных изображений (DWI) и динамическое повышение контрастности (DCE) для создания обоих анатомической и функциональной оценки железа7. Этот комбинированного многопараметрических изображений облегчает визуализацию опухоли и было показано, что высокая способность обнаруживать рак простаты. По сравнению с биопсии ТРУС, который имеет чувствительность около 60% mpMRI было показано, имеют чувствительность так высоко, как 96% в обнаружении поражений, которые позже подтвердил гавани рака простаты8,9,10 ,11. Для увеличения стандартизации mpMRI интерпретации, Европейского общества урогенитальной радиологии разработали простаты Imaging-системы отчетности и данных (Пи-ЗАЯВКАХ) для регионов интерес (ROI), которые являются подозрительными для рака простаты12. Трансформирования оцениваются по пятибалльной шкале Ликерта, где показатель 1 имеет очень низкий риск малигнизации и 5 баллов считается риска поражения. Трансформирования классифицированы как класса 3 или выше, часто осуществляются во время биопсии простаты.

Достижения в технологии МРТ привели к разработке целенаправленных биопсии простаты, который способствует МРТ УЗИ (МРТ / США) фьюжн. В этот механизм программное обеспечение платформы накладки mpMRI данных на живут трансректальное УЗИ изображения и создает плавленого трехмерной (3D) модель, что позволяет оператору визуализировать МРТ обнаружены ROI в режиме реального времени на мониторе. После регистрации в МРТ и США, трансформирования, видели на МРТ изображения передаются ультразвуковое изображение. Эти ROIs могут затем быть индивидуально целенаправленных, известный как «целенаправленных биопсии». Траектории каждой иглы и биопсия расположение основных отслеживаются с высокой степенью точности и зарегистрированы в системе программного обеспечения (рис. 2). Это позволяет клиницист для повторной выборки цель в течение 3 мм в любой последующей биопсии сессии13,14. Биопсия отслеживание особенно полезен в программах активного эпиднадзора в этом очагов низкого риска рака может контролироваться надежно для патологического прогрессии с течением времени.

В течение последнего десятилетия, несколько МРТ / США фьюжн устройства были разработаны для коммерческого использования, и несколько исследований изучили эффективность этого метода биопсии. Два больших перспективных исследований недавно продемонстрировали значение МРТ / США fusion технологии в диагностике рака простаты15,16. В обоих исследованиях, руководство по МРТ / США Сплавливание был по сравнению с стандартным секстант ТРУС биопсии у мужчин с МРТ видимые поражения. При МРТ / США Фьюжн использовался, целевых биопсии обнаружено более, чем ТРУЗИ биопсии только клинически значимых рака простаты, и в одном из исследований нового метода обнаружено меньше случаев незначительные рака простаты15. С снижение выявления клинически незначительные рака руководствуясь биопсии может запасные многие пациенты эмоциональный дистресс, диагноз рака, а также заболеваемости, связанной с дальнейшей предстательной железы биопсия. Пациенты, укрывательство среднего или высокого риска рака простаты, вероятно, быть диагностирована через руководствуясь биопсии и может быть передан для лечения соответственно.

UCLA начал свою МРТ / США фьюжн биопсии программы в начале 2009 года с выходом первого продовольствия и медикаментов FDA одобрил слияние биопсии платформы. Несколько платформ были разработаны и доступны на международном уровне. Каждый использует проприетарное программное обеспечение и аппаратное обеспечение для слияния данных МРТ и нам в режиме реального времени для включения целевых биопсии. В таблице 1 представлены данные за некоторые из наиболее часто используемых синтеза систем17. UCLA опыт является главным образом с АРТЕМИС и UroNav системами, через которые подавляющее большинство фьюжн биопсий в Соединенных Штатах в настоящее время выполняются.

Выполняется в клинике под местной анестезией, этот новый метод биопсии стремительно набирает принятие для диагностики и наблюдения за рака простаты. Здесь мы предоставляем Технический протокол для выполнения целевых биопсии простаты через МРТ / США фьюжн.

Protocol

При использовании в научно-исследовательского потенциала, протокол, ниже строго следует руководящим принципам, установленным Комитетом по этике исследований человеческого UCLA. Примечание: Описанные здесь методы, которые используются в Калифорнийском университете для выполнения целевых Биопсия предстательной железы с использованием системы АРТЕМИС. Всех больных, перенесших фьюжн биопсии имели mpMRI простатит, который было истолковано опытных уро радиолог, кто читал более 3500 простаты магнитно-резонансную томографию. Поражения, видимые на mpMRI были классифицированы как Пи-ЗАЯВКАХ 1-5, с PI-ЗАЯВКАХ 3-5 поражений, отобранных для целевых биопсии. Перед процедурой МРТ изображения загружаются на программное обеспечение для простаты и целевой, Контурная пластика, радиолог. Всех больных, перенесших целевых биопсии также проходят систематического биопсии, руководствуясь шаблон, порожденных fusion программного обеспечения устройства. Если целевые объекты не дискретной видны на МРТ, только руководствуясь программного обеспечения систематического биопсия проводится. Пациенты с подозрением или ранее диагноз рака простаты, считаются право на МРТ / США фьюжн биопсии. Пациентов с кровотечением диатеза или неспособность терпеть биопсии без седации, считаются неприемлемыми. 1. Инициирование и биопсии план выбор машины Мощность на компьютере рабочей станции и станции корзину. Введите данные нового пациента или выберите пациента, если пациент уже зарегистрирован в системе программного обеспечения. Импорт МРТ данных, которые были загружены через устройство контурной обработки программного обеспечения. Выберите тип плана биопсии (например, МРТ-ТРУС фьюжн биопсии, вновь биопсии или систематическое биопсии). Выберите все три типа план биопсии для биопсии новых целей, ресамплинг предыдущих местах, и производительности систематического секстант биопсии. Сплавливание система запрашивает у врача для выбора 6 или 12 места биопсии будут предложены при выборе систематического биопсии (то есть, 1 или 2 ядер от каждого анатомические секстант).Примечание: В практике UCLA всех пациентов, перенесших целевых биопсии также проходят одновременно систематического биопсии. Двенадцать систематическое биопсии ядер, а не шесть обычно берется ради полноты. 2. пациент подготовка Назначают клизмы и направлять пациента, чтобы использовать его на утро биопсии для чистки ректальной хранилище. Применять антибиотики один час до начала процедуры. Администрировать фторхинолоны, первого, второго или третьего поколения цефалоспоринов или аминогликозидов, как рекомендованный американский Совет урологии.Примечание: Это имеет решающее значение для рассмотрения местных антибиограммой при выборе антибиотика для использования. В Лос-Анджелесе 1 g Ertapenem внутримышечно вводят один час до процедуры. Данное решение принято на основании Калифорнийского университета антибиограммой. Там были септик эпизоды не после биопсии для последних 1500 МРТ-США фьюжн биопсия выполняются. Место пациента в левой боковой пролежни позиции. Место пациента спине почти параллельно к краю кровати, с ноги пациента, потянул к груди, чтобы обеспечить максимальный диапазон движения для биопсии устройство трекер руку. Убедитесь, что пациента ягодицы слегка расположены с края кровати. Подготовка пациента в анус. Замочите губки палку в предпочтительной антисептическим раствором и тампон ануса, начиная от ануса и движется в сторону ануса и промежности. Выполните Пальцевое ректальное исследование. Вставьте перчатке и смазать указательный палец в прямую кишку и направлять кпереди пальпировать простаты.Примечание: Если конкреций или уплотнения пальпируется, биопсия аномалий должны выполняться. 3. ТРУС зонд подготовка Прикрепите проводника иглы к ТРУЗИ зонд. Применяйте УЗИ желе непосредственно к чистой зонд ТРУС.Примечание: В Лос-Анджелесе все датчики ТРУС дезинфицируются через автоматизированную систему использует испарения раствора перекиси водорода. Крышку презерватив на зонд ТРУС непосредственно над УЗИ желе и закрепите его на месте с резинкой. 4. Администрирование локализуется нерва блок Аккуратно вставьте зонд ТРУС смазкой конце огонь в прямую кишку пациента. Заранее зонд, пока двухмерный (2D) поперечной представление простаты ясно видны на мониторе и отрегулируйте зонд до приблизительной центр простаты является видимым. Получите предполагаемый объем простаты, измеряя простаты высота, ширина и длина. Вычислить плотность Простатоспецифический антиген (PSA), при необходимости путем деления значения PSA простаты тома. Включите на экране Биопсия руководство, чтобы визуализировать траектории иглы. Поворот и заранее зонд, пока не визуализируется стыке предстательной железы и семенных пузырьков, представляющий область, где простаты сосудисто-нервного пучка входит железы. Вставьте 22 G спинальной иглы через канал руководство иглы на зонд ТРУС. Заранее иглу в стыке между предстательной железы и семенных пузырьков. Проникновения в это пространство с 10 cc 1% лидокаина, создавая ультразвуковой пшеничная.Примечание: Правильное инфильтрации вызовет разделение семенных пузырьков и предстательной железы от стенки прямой кишки. Скорректировать ТРУС зонд для администрирования нерва блок локализуется на контралатеральную сторону. Подождите 1 мин для адекватной анестезии должны быть достигнуты. 5. dock слежения Arm Отрегулируйте зонд ТРУС, таким образом, что наибольший диаметр простаты является видимым в поперечной ориентации. Позиция в корзину станции рядом с пациента для того, чтобы визуализировать станции экраны также наблюдая пациента. Убедитесь, что отслеживание рука находится в положении «парк». Место два отслеживания оружия примерно 90° друг от друга. Разблокировать трекер руку и поместите его непосредственно под ТРУС зонд удерживая ТРУС зонд в рамках пациента в прямую кишку. Поднимите руку трекер, чтобы поместить ТРУС зонд в колыбель отслеживания руку и зафиксируйте застежку. ТРУС зонд сейчас является безопасным. Замок стабилизирующим руку. 6. трехмерное изображение приобретение Медленно поверните ТРУС зонда по часовой стрелке вдоль длинной оси для приблизительно 200°.Примечание: Ультразвуковая система будет приобретать 2D изображения и восстановить их для создания 3D УЗИ модель, которая хранится внутри программного обеспечения платформы. Наброски простаты, поместив 6−8 зеленый цифровые маркеры вдоль его границы в поперечном и сагиттальной изображений, отображаемых на экране рабочей станции. 3D реконструкция предстательной железы будет создан программным обеспечением и отображается. Обзор 3D модель УЗИ предстательной железы для обеспечения простаты является видимым в всех фрагментов. Уточните предлагаемые границы простаты на 3D УЗИ реконструкции, нажав правильные простаты границы на изображение в градациях серого. Выполните только уточнение, если существует несоответствие между зеленый контур и истинной границей простаты. 7. МРТ регистрация Выполните жесткие регистрацию в ориентации стреловидных МРТ, который будет представлен на экране дисплея. Выберите две достопримечательности на изображении MR (например: Улучшенный большинство и уступает большинство точки простаты вдоль стенки прямой кишки) и поместить цифровых маркер на каждом. Место два цифровых маркеров на соответствующие ориентиры на отображаемого ультразвукового изображения. Выполните жесткие регистрацию в поперечной ориентации. Опять же выберите две достопримечательности на МРТ изображения (например, передняя точка и задняя точка предстательной железы) и поместить цифровых маркер на каждом. Место два цифровых маркеров на соответствующие ориентиры на отображаемого ультразвукового изображения.Примечание: Регистрация упругие выполняется автоматически после выбора кнопку «Далее» на экране дисплея. 8. целеуказания Примечание: Контурные цели из mpMRI, а также цифровые маркеры, обозначающий шаблон для систематического биопсии теперь накладывается на 3D модель простаты, созданные на этапе приобретения. Выберите первый ROI быть биопсию. Отожмите сцепления около ручки руки трекер освободить руки трекер, тормозной системы. Аккуратно переместите трекер руку к желаемой цели. После цифровой желтый маркер в нужное место цели — теперь выделена красным — релиз сцепления для возобновить диалог тормоза на трекер руку. Трекер рука теперь является безопасным в пространстве. Разъединение тормозных вращения, нажав на рычаг просто левой ручки трекер руку вперед. Осторожно поверните руку трекер для выравнивания желтый цифровой маркер до тех пор, пока он накладывается на желаемой цели. Потяните рычаг, чтобы возобновить диалог вращения тормоза. 9. компенсация движения Перед каждой биопсии оценить ли живой УЗИ изображения остаются зарегистрированными в рамках реконструкции УЗИ. Если границы простаты на живой ультразвук содержится в серии зеленых цифровых маркеров, перейдите к разделу 10. Если зеленый цифровые маркеры больше не правильно демаркацию границы предстательной железы, осуществляют компенсации движения. Выберите вариант компенсации движения на мониторе. Выберите три ориентира на 3D реконструкции простаты и поместить цифровых маркер на каждом. Место цифровой маркеры на соответствующих ориентиров на представлении живой УЗИ предстательной железы для того, чтобы вернуть в регистрации с живой УЗИ 3D-модели. 10. предстательной железы биопсия и записи иглы Место биопсии пистолет 18 G в проводник иглы, установленный на зонд ТРУС. Соблюдая монитор, заранее биопсия иглы к красной Боути образный наглядное пособие, отображаемый над живой ультразвуковое изображение. Заранее кончик иглы пересекаются в середине Боути образный маркера. Отпустите педаль ножной переключатель, чтобы начать запись последовательности изображений 2D УЗИ 3D биопсии расположение записи, которая будет использоваться для обозначения на сайте завершена биопсии и может быть вновь рассмотрен на более позднее время для будущего рассмотрения. Огонь биопсия иглы путем отжимать кнопку на пистолет биопсии. Обратите особое внимание на полосу иглы на ультразвук. Отпустите педаль для остановки записи иглы, а затем удалить биопсии пистолет из проводника иглы. Ручной пистолет биопсии помощнику. Пусть помощник Откройте чехол и депонировать биопсии ядро на свой собственный помечены образца Кубок, содержащие формалина 10% буферизации. 11. иглы сегментации Просмотрите записи Траектория иглы и наблюдать белая полоска, создаваемые иглы при просмотре с помощью УЗИ. Сравните streak на записанные ультразвуковых кадров к линии auto сегментация красной иглой-указателем, который появляется в виде наложения в всплывающем окне. Если это точно для того, чтобы постоянно сохранять данные расположения для этого ядра биопсии сохраните иглы auto сегментации. Если игла auto сегментации является неточной, корректировать траекторию вручную. Используйте стрелки переключения для прокрутки через иглу, запись последовательности, пока не будет найден иглы кадра. Определите кончик иглы и траектории, маркировки точек, соответствующих начало и конец иглы полоска. Нажмите на кончик полоска для определения кончик иглы и нажмите кнопку в нижней части полоса для определения траектории иглы. Сохраните этот иглы сегментации или скорректировать еще раз.Примечание: Экономия будет постоянно хранить данные расположения для этого ядра биопсии и наложить его на 3D-модели. 12. Остальные ткани добычи Повторите разделы 8−11, до тех пор, пока ткань извлекается из всех желаемых мест. Определите количество ядер для получения от каждого mpMRI признанных ROI. Для того чтобы обеспечить что каждый ROI хорошо пробы, рассмотреть возможность получения ядер в установленные интервалы времени (например, каждые 3 мм), или от центра и периферии. 13. завершить сессию биопсии Разблокируйте стабилизатор руку. Аккуратно удалите ТРУС зонд из пациента в прямую кишку. Придайте давление с марлевые подушечки для 5 минут для того, чтобы облегчить гемостаз.

Representative Results

Между 2009 и 2015, 1,042 мужчин прошли МРТ / США фьюжн биопсии в Калифорнийском университете, либо повышенными PSA, Аномальные цифровые ректального экзамен, или подтверждения низкого риска рака предстательной железы у больных рассмотрении активного наблюдения. Предметов прошли mpMRI простаты с 3 Тесла магнита до биопсии. Трансформирования были классифицированы по 1−5 Ликерта балльной системе по подозрению злокачественности, которая была разработана в Калифорнийском университете до создания PI-ЗАЯВКАХ. Подобно к PI-ЗАЯВКАХ, UCLA Оценка основана на Т2 взвешенных изображений, DWI и DCE. Регионы, классифицируются как «1» имел нормальный Т2 взвешенных изображений, нормальный DCE и ADC на DWI из > 1,2 х 10-3 мм2/сек, а регионы, классифицируются как «5» имел темный конкреций с масс эффект на Т2 взвешенных изображений, глубоко аномальные DCE и ADC на DWI из < 0,6 x 10 / s2 -3 мм. После mpMRI, МРТ изображения были переданы системе биопсии фьюжн Контурная программного обеспечения в котором ROI контурной обработки была выполнена и затем направляется МРТ / США фьюжн биопсии устройство. Эта система была использована для получения целевой ядер от ROI (если присутствует). Все пациенты прошли 12-Основные систематические биопсии с помощью шаблона, генерируемые системой фьюжн независимо от того, является ли целевой биопсию. Все секстанты были взяты пробы при систематических биопсии, включая те, которые содержали ROIs. Основной результат был выявления клинически значимых рака простаты, определяется как Глисон оценка ≥7. Обнаружение рака простаты клинически значимых сравнивали между стратегиями различных фьюжн биопсии у больных с по крайней мере 1 ROI ≥ 3 класс. Биопсия стратегии по сравнению были целевых биопсии, систематические биопсии и одновременного выполнения целенаправленных и систематических биопсии в течение той же сессии, известный как «сочетание биопсии». Рисунок 3 показывает производительность комбинации биопсии, по сравнению с целевой биопсии и систематические биопсии. Среди всех пациентов 825 пациентов имели по крайней мере один ROI, классифицируются как класса 3 или выше. Для максимальной оценки ROI 435 пациенты имели уровня 3 поражения, 301 было 4 класса поражением, и 89 были поражения 5 класс. Среди 825 пациентов с Руа ≥ 3 класс сочетание биопсии имели наибольший показатель выявления клинически значимых рака. Хотя 289 случаях клинически значимых заболеваний были обнаружены через сочетание биопсии, 229 больных с клинически значимых заболеваний были определены с использованием целевых биопсии только и 199 были определены с систематической биопсии одиночку. Сочетание биопсии также выявлены большее количество случаев рака простаты повышенного риска (≥Gleason 8), с 89 риска случаев диагноз биопсии комбинации по сравнению с 74 через целевые биопсии только (p < 0,001) и 51 с систематической биопсии только (p < 0,001) . Из этой группы 15 больных с высоким риском заболевания в противном случае были бы невыявленным если только целевые биопсию. Идентификации клинически значимых рака простаты был непосредственно связан с ROI класс. 80% мужчин с 5 ROI были Gleason ≥7 болезни по сравнению с 24% для мужчин с класса класс 3 ROI. Сочетание биопсии также превысил целевой биопсии и систематического биопсии для всех классов ROI (рис. 4). Рисунок 1 : Изображение трансректальное УЗИ простаты. Обычные трансректальное УЗИ (ТРУЗИ) образ простаты в поперечной ориентации. Оранжевые точки демаркацию секстант биопсии план. ТРУС метод обычно слепой расположение опухоли, поскольку большинство опухолей не видны на УЗИ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 2 : 3D реконструкции простаты. 3D реконструкция простаты (Верхняя панель) и МРТ с видимой области интереса (ROI) показано в головке, сагиттальной и корональной просмотров (нижняя панели). ROI показано зеленым цветом (верхний) и фасонной зеленым (нижний). Ядер позитивные для злокачественности показаны красным цветом. Другие ядра показано синим отрицательный, что делает этот пациент возможным кандидатом для фокуса терапии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 3 :  Диагностики производительности систематического биопсии, целевых биопсии и комбинированный подход среди пациентов, которых mpMRI выявлено по крайней мере один ROI класс ≥3 (n = 825). Отображается количество пациентов с диагнозом рака простаты (CaP; ось y) против биопсии стратегии (ось x). Сочетание целенаправленных и систематических биопсий привели к обнаружения рака 60 клинически значимых незамеченными либо самостоятельно (светло-серый, p < 0,001 против систематических и целенаправленных только), и еще 15 случаев повышенного риска (черный, p < 0,001 против систематические и целенаправленные подход). Эта цифра корректируется с разрешения Филсон et al.19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 4 : Взаимосвязь между ROI класс и присутствие рака. Эта цифра показывает долю больных ≥1 ROI на МРТ (n = 825) с диагнозом клинически значимых CaP (n = 289, 35%) (ось y), стратифицированная по ROI класс (ось x). Сочетание биопсии (черный проверенных баров) превысил систематического биопсии (Темный диагональный баров) и целевых биопсии (легкие насиженным баров) во всех сортов ROI (p < 0,001). В целом, 80% пациентов с 5 класса ROI были клинически значимых CaP (против 24% класс 3 ROI, отношение шансов 9,05, 95% доверительный интервал 4,96 – 16.50). Эта цифра корректируется с разрешения Филсон et al.19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 5 : Рост МРТ / США фьюжн биопсий Калифорнийского. Диаграмма, показывающая число МРТ / США фьюжн биопсии ежегодно проводится в Калифорнийском университете с момента создания программы в 2009 году. В Калифорнийском университете новая технология используется для впервые биопсии, повторить биопсию и последовательно для мужчин в активного наблюдения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Артемис(Eigen, США) Позиция кодировке суставов на манипулятор В/out и вращательное движение только (фиксированная на механические АРМ) Трансректальная Манипулятор минимизирует ошибки человекаПодготовка необходимых для изучения программного обеспечения и ручного манипулирования ТРУС биопсии через механические арм BioJet(GeoScan медицинский, США) Позиция кодировке суставов на манипулятор В/out и вращательное движение Трансректальная или transperineal ТРУЗИ зонд смонтирован на угол зондирования механической рукой, которая экспортирует информацию о положении зонда на рабочую станцию. BiopSee(Пи медицинский, Греция) Позиция кодировке суставов на манипулятор В/out и вращательное движение только (фиксированная на механические АРМ) Transperineal Биопсия установки аналогична брахитерапии;Диагностические установки потенциально могут быть использованы для лечения установки.ТРУС зонд направляющие transperineal биопсии Реальном времени виртуальный сонография (Hitachi, Япония) Генератор электромагнитного поля для совместного регистрации изображений МРТ и США Свободно движимого вручную Трансректальная или transperineal В основном используется в Японии; немного учился в другом месте UroNav(Invivo, США) Генератор электромагнитного поля для совместного регистрации изображений МРТ и США Свободно движимого вручную Трансректальная Первая платформа на базе office fusion на рынкеЗнакомые руки ТРУС подход Urostation (Koelis, Франция) Отслеживание программного обеспечения на основе образа(3D США объем упруго сливается с 3D MR изображения в режиме реального времени) Свободно движимого вручную Трансректальная Наиболее общей платформы в ЕвропеПолагается исключительно на 3D изображения ТРУС, отслеживания без каких-либо внешних аппаратных луч отслеживания. Таблица 1: МРТ / США фьюжн устройства широко используются в Соединенных Штатах Америки и на международном уровне. Эта таблица адаптирована с разрешения Elkhoury et al.17.

Discussion

Использование МРТ / фьюжн США для руководства биопсии простаты обещает основных преимущества перед традиционными ТРУС руководство в области диагностики и наблюдения за рака простаты. ТРУС биопсия является уникальной среди изображений руководствуясь биопсии в том, что ткань не получается из определенных поражений, так как большинство опухолей предстательной железы не видны на УЗИ18. MpMRI позволило урологов и радиологов, визуализировать и риск стратифицировать простаты поражений, помогая больным очередности к или от биопсии. МРТ / США технологии fusion биопсия способствует выборки МРТ видимые поражения с большой точностью и воспроизводимостью и таким образом укрепляет обнаружения рака клинически, по сравнению с обычными ТРУС биопсии.

Наибольшее значение МРТ / США fusion технологии лежит в пределах его способность точно проецировать МРТ обнаружены ROIs на ТРУС изображений для ориентации. Поэтому важно точное накладывание изображения МРТ и ТРУС. Несколько важных шагов, выполненных во время МРТ / США фьюжн биопсия — ввода автоматически или с врачом — повысить точность каждого биопсии. Прежде всего это компенсация движения, инициированный врача. Пациент движение, даже если небольшие, неизбежны во время unsedated биопсия и может сместить наложения данных МРТ на ТРУС изображений. Результатом является «целевых биопсии», которая пропускает его цели. Компенсация движения приносит изображения МРТ и ТРУС обратно в регистрации друг с другом. Это необходимо для выполнения компенсации движения во время МРТ / США фьюжн биопсии для того, чтобы подтвердить отсутствие движения и часто оценить ли МРТ и ТРУС образы остаются точно накладывается.

Компенсации за другие виды простаты искажения также выполняется во время МРТ / США фьюжн биопсии. Жесткая регистрации, также выполняемые клиницист, исправляет для простаты ориентации различия, основанные на позиционирование пациента. Эти расхождения возникают, потому что mpMRI приобретается, когда пациент находится в лежачем положении, в то время как 3D УЗИ приобретается, когда пациент находится в положении боковой пролежни. После того, как грузовик регистрация закончена, регистрация упругие выполняется автоматически в системе программного обеспечения. Регистрация упругие компенсирует сжатие простаты от зонда ТРУС. Эти расширенные функции программного обеспечения опосредованной МРТ / фьюжн США включить точная выборка трансформирования, повышая тем самым обнаружения рака.

Во время целевых биопсии необходимо позаботиться для обеспечения надлежащего выборку ROI. Биопсия-РУА с самым высоким уровнем подозрения (как определено PI-заявках v2) сначала следует выполнить, следуют ROIs с более низким уровнем подозрение и, наконец, систематического секстант биопсии. Эта рекомендация основана на идее, что отслеживание и качество изображения можно уменьшить с каждой биопсия железы движения, отек предстательной железы или гематомы развития. Точная целевых биопсии опирается на минимальной анатомическое несоответствие между простаты mpMRI и ТРУС.

При отборе проб трансформирования, врачи должны придерживаться биопсии стратегии, которая максимизирует выборки подозрительных ткани при сведении к минимуму время биопсии и пациента дискомфорт. Одна такая стратегия предполагает получение всех ядер от центра ROI. Этот метод позволяет теоретически ткани в ROI пробы, даже если регистрация МРТ и ТРУС слегка наклонен. Другая стратегия заключается в образце центр ROI а также регионов на периферии, что может гавани различных классов рака. Более крупные ROIs могут потребовать большее число ядер для обеспечения соответствующей выборки. В Лос-Анджелесе общее руководство является получение 1 ядро ткани каждые 3 мм длинной оси. Все биопсии, направленных на ROI считаются целевых биопсии.

В последние годы были приложены усилия для изменения предстательной железы скрининг методы для того чтобы уменьшить Гипердиагностика и перенасыщению. Возросло значение диагностических процедур, которые несут высокую доходность для клинически значимых заболеваний. Из-за точность МРТ-США fusion для биопсии руководства врачи стремились более широкое применение этой технологии11,,1516. В Лос-Анджелесе более чем 3500 фьюжн биопсии проводились с момента создания программы в 2009 году, опыт среди нации крупнейших (рис. 5). Отмечается дальнейший рост программы как значение МРТ / фьюжн США все шире признается и разрабатываются новые виды. Эта технология способность ресамплинг очагов рака побудило создание программы активного наблюдения, полностью основанный на МРТ / США фьюжн биопсии. С 2009 года были зачислены более чем 750 мужчин с низким риском рака простаты. Каждый пациент проходит МРТ / США фьюжн биопсии каждые 1−2 лет ресамплинг оба оригинальных очагов рака и систематически, других частях простаты. Больных без патологического прогрессии остаются на активный эпиднадзор и избежать радикального лечения (и возможных неблагоприятных последствий такого лечения). Диагностики и наблюдения пациентов с МРТ / США fusion технологии ведет к Улучшено обнаружение этих пациентов, нуждающихся в лечении.

Во время первоначального биопсии с помощью МРТ / США фьюжн, систематическая выборка получается вместе с целенаправленной выборки видимых повреждений. В этой комбинации биопсии, оба метода биопсия выполняются с использованием МРТ / фьюжн системы США. На сайте все биопсии ядра записывается, как внутри, так и за пределами МРТ видимые поражения. Сочетание биопсии через МРТ / США фьюжн системы позволяет обнаруживать более клинически значимых рака простаты, чем любой метод только19. Почему некоторые поражения незамеченными на МРТ остается неясным. Некоторые морфологии рака простаты, таких как агрессивный cribiform разнообразие, не являются легко отличить от окружающих нормальных тканей на МРТ20. Незамеченными рака, очаги, позже обнаружил на всю гору патологии являются часто малого и поражения меньше, чем 0,5 cc часто невидимые на МРТ21. Несмотря на небольшой по объему эти поражения могут иметь относительно большой площади поверхности, что делает их более склонны быть обнаружены посредством систематического биопсии чем целенаправленных биопсии. Систематические биопсии через МРТ / США слияния устройство также может быть более выгодным, чем обычные ТРУС систематического биопсии, так как программное обеспечение способно предложить места биопсии, которые помогают обеспечить даже выборки всей предстательной железы. Это позволяет Отображение анатомических местах традиционно сложной для биопсии, например передней простаты и позволяет им быть включены как часть систематической биопсии.

Помимо облегчения диагностики, МРТ / США технологии fusion имеет потенциал для использования в лечении рака простаты. С помощью систем фьюжн, поражения рака сопоставляются точно и может затем быть направлены специально для лечения. Известный как «фокуса терапии», эти типы селективного обращения в настоящее время используются для лечения низкого и среднего риска заболевания как альтернативы радикальной терапии. Недавно, фаза я клинических испытаний на фокуса лазерной абляции рака предстательной железы была выполнена с использованием МРТ / США fusion технологии для облегчения точной ориентации каждого промежуточного риска опухоли22. После лечения, пациенты были прослушивала с mpMRI и имел повторное МРТ / фьюжн США целевых биопсии лечение поражений для оценки стойких рака. Оценки успех фокуса терапии бы сложным без способность точно ресамплинг определенных местах, как включенное программное обеспечение отслеживания.

МРТ / США фьюжн биопсии также имеет недостатки. Прежде всего стоимость внедрения этой системы в настоящее время относит его главным образом научные центры и большие группы методов. МРТ / США фьюжн устройство может стоить свыше $150,000 для покупки. Расходы, не ограничиваются фактического устройства, однако. Чтобы полностью воспользоваться преимуществами технологии, пациенты должны иметь доступ к многопараметрических простаты МРТ и специально обученных уро радиологов. На основе сообщества практики — где относятся большинство пациентов в Соединенных Штатах — вероятно, будет не в состоянии осуществлять fusion технологии за счет текущих расходов. Еще один сопротивление принятию этой технологии является время, необходимое для выполнения биопсии фьюжн целевых. С помощью подготовленных помощника каждый биопсии требует около 15 минут, не включая время, необходимое для загрузки и просмотра данных МРТ. Два или три обычные ТРУС биопсии могут быть завершены за тот же период времени, который может служить финансовые стимулы для некоторых урологов. В исследованиях на сегодняшний день новая технология считается экономически эффективным из-за возросшей эффективности диагностики рака.

Мужчин с диагнозом рака простаты продолжают быть overtreated. МРТ / США фьюжн биопсии технология имеет потенциал, чтобы резко изменить профиль мужчин с диагнозом этой болезни. С меньше обнаружения незначительных заболеваний и большую доходность клинически значимых опухолей мы вскоре может диагностировать главным образом те, кто выиграет от наблюдения и лечения.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы признать Rajesh Венкатараман (Eigen, Grass Valley, Калифорния) для его технической поддержки с этим проектом.

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
Cite This 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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

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

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image