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经会阴前列腺微超声引导穿刺活检:一种基于门诊的临床操作方法

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DOI:

10.3791/64772

2023年2月3日

本文内容

摘要

本文概述了在局部麻醉下进行经会阴微超声引导前列腺活检的步骤。

摘要

前列腺癌是男性最常见的实体恶性肿瘤,其诊断需要进行活检。本文描述了一种在局部麻醉下进行的徒手微超声引导经会阴穿刺技术,该技术具有较高的准确性,可保持患者舒适,不良事件发生率低,并最大限度减少一次性耗材的使用。以往的微超声引导经会阴活检技术需要全身麻醉或脊髓麻醉。本方案中描述的关键步骤包括:(1)局部麻醉药物的注射;(2)微超声成像;(3)在未与声束平面耦合的情况下对麻醉针/活检针进行可视化。对接受该技术的100例患者的回顾性分析显示,临床显著性前列腺癌的检出率为68%。在部分患者(N = 20)中前瞻性收集了疼痛评分,结果显示中位操作疼痛评分为10分中的2分。30天内三级不良事件发生率为3%;其中1例事件可能与前列腺活检相关。总体而言,我们提出了一种简单、准确且安全的微超声引导经会阴前列腺活检技术。

引言

前列腺癌是美国男性中最常见的实体恶性肿瘤,预计2022年将有268,000例新诊断病例1前列腺癌的诊断需要进行前列腺活检,传统上通过将活检针穿过直肠黏膜(经直肠)进入前列腺来完成。针头引导遵循系统性方案 "盲法" 模板,因为常规超声无法区分癌组织与良性组织2在美国,每年进行的此类活检超过100万例3,4.

在过去十年中,成像技术和操作方法的两项重要进展提高了诊疗的安全性和准确性。首先,越来越多地采用经会阴穿刺活检以避免接触直肠黏膜,从而在无需使用抗生素的情况下降低了脓毒症的风险5,6。其次,与传统的(5 MHz)超声引导活检相比,磁共振成像(MRI)和微超声(Micro-US)的应用显著提高了前列腺癌的检出率5,7,8,9

显微超声(Micro-US)利用29 MHz的声波、改进的压电晶体密度以及新型波形处理技术,实现了70 µm的空间分辨率,而传统超声的空间分辨率约为200 µm8。临床上采用一种基于5点李克特量表的分级系统(前列腺显微超声风险识别系统,PRI-MUS),用于量化显微超声病灶中前列腺癌的风险10。通过位于显微超声探头手柄内的加速度计(ExactImaging,Markham,ON),可追踪穿刺针样本和PRI-MUS病灶相对于中线的位置。对穿刺位置的追踪能力使得前列腺癌病灶的空间分布能够进行三维重建。基于追踪所得的空间信息,可实现精准癌症治疗,如局部治疗和放疗增强。

迄今为止,尚无已发表的技术能够在局部麻醉下实现经会阴微超声引导的前列腺活检,同时保留组织核心和病灶的空间方位。本文旨在阐述这样一种技术。

方案

所述方法基于佛罗里达大学(UF)的经验。该方案及数据采集已获得大学机构审查委员会(IRB)批准。前列腺活检的适应证包括可疑的直肠指检(DRE)、前列腺特异性抗原(PSA)升高或其他生物标志物异常(例如 4K、ExoDx)。本方案描述适用于惯用右手的外科医生。

1. 微型超声探头准备

  1. 根据微型超声系统操作与安全手册"System Operation and Safety Manual"11的要求对探头进行消毒。
  2. 在探头套末端放置约 20 mL 超声耦合剂,并去除气泡。将穿刺引导器安装到探头上,然后将探头套覆盖在探头表面(图 1A)。
    注意:可通过旋转探头套(类似旋转狐狸玩具)使润滑剂分布均匀,利用离心力将润滑剂推向远端,同时将气泡移向近端以去除。
  3. 在压电晶体下方的探头颈部缠绕橡皮筋,以防止耦合剂泄漏。
  4. 根据外科医生的偏好设置活检设备。
    注意:本研究中所使用的设备设置如 图 1B 所示。

2. 患者体位与麻醉

  1. 将患者置于截石位,使肛门位于床缘。提供头部支撑和生殖器覆盖物,以提高舒适度和隐私性(图1C)。
    注:在UF,首选使用截石位脚架。
  2. 按照先前描述的方法,将10 mL的2%黏性利多卡因凝胶注入直肠12
    1. 在此期间确保患者舒适,并准备好所需材料。
  3. 调整床的高度,使肛门与外科医生的肘部处于同一水平。
  4. 指导患者抬高阴囊,暴露会阴部(图1C)。
  5. 使用超声耦合剂进行直肠指检。记录可触及的异常情况,用于分期和活检定位。
  6. 更换手套,并从阴囊基部至肛门下方用聚维酮碘或氯己定对会阴皮肤进行消毒。
  7. 在10点钟和2点钟位置的会阴软组织进行麻醉,起始点距肛门约10–15 mm(图1D)。
    注:使用一支2英寸25G针头,内含1%利多卡因与1:100,000肾上腺素及8.4%碳酸氢钠溶液按1:10比例混合(1 mL NaHCO3 : 10 mL 利多卡因)。此后将此混合液简称为"利多卡因"。
  8. 将针头平行于直肠方向插入,并在推进过程中注射利多卡因。在皮肤与Colles筋膜之间的软组织内注射约3 mL利多卡因,Colles筋膜内注射2 mL(图2A)。
    ​注:为提高效率,上述步骤通常盲法操作;但在操作初期,考虑到患者骨盆形态、臀肌发育和肥胖程度不同导致解剖结构差异,建议考虑使用超声引导。

3. 微超声诊断

  1. 润滑探头,轻柔地将其插入直肠,并推进至前列腺中部在监视器上居中显示。
    注意:通过肛门括约肌后,应沿乙状结肠的走行方向将探头尖端向下(朝向骶骨)引导。采用此技术可清晰显示膀胱底部,且不适感最小。若未将探头向下引导,将引起疼痛。
  2. 优化微超声图像设置。
    1. 用左手(非优势手)握住成像探头最粗的部分。通过俯仰并向上抬起探头,使前列腺基底部受到压电晶体的最大压力。该俯仰和上抬动作可压迫直肠,从而优化成像视野。图1C).
    2. 调节时间增益补偿(TCG)滑块,使其呈平缓的反向曲线 "C" 或 "J" 形状调整至图像中灰度均匀一致。
    3. 调节主增益旋钮,使前列腺的侧缘清晰可见,同时前列腺中心区域不过于明亮。
      注意:由于返回的超声波反射信号角度较小,侧叶前列腺在声学上比中叶更暗。
    4. 确保无气泡或直肠黏液造成阴影。
      注:在UF,动态范围、深度和聚焦采用默认设置;但可根据外科医生的偏好进行调整。
    5. 选择图像预设(小,中,大,以及 超大型可实现前列腺的可视化,且前列腺前脂肪最少。
      注意:图像优化和Micro-US操作的详细信息见Micro-US "系统操作与安全手册"11.
  3. 按压以进行前列腺体积计算 双通道/横向 按钮,进行前列腺扫查,然后测量矢状径以及重建后的轴向高度和宽度。
  4. 旋转探头,直至观察到尿道。尿道在膀胱颈、前列腺尖部的显示最为清晰。将探头置于与中线平行的位置,使膀胱颈和尿道处于同一平面内可见(偏航角为中立位)。
  5. 按压 角度重置 在Micro-US触摸屏上将探头加速度计归零。
  6. 将右手置于探头近端与电线连接处,左手滑至探头颈部下方,支撑探头向上倾斜的位置。图1C).
  7. 嘱患者保持静止;用一个连续动作,从右侧前列腺边缘(顺时针方向)扫查至左侧边缘,耗时约25秒。按压 动态影像序列 单击按钮以记录扫描。
    ​注意:对于体积大于 50 mL 的前列腺,通常需要分别对尖部和基底部进行扫查。最佳操作是记录一个能够显示移行区的扫查,以及在小器官设置下进行一个扫查以显示外周区。

4. 诊断评估

  1. 评估 PRI-MUS 病变的移行带。
  2. 完成移行带评估后,切换至Small图像设置,评估外周带中的 PRI-MUS 病变。
    注:建议使用免费的 Micro-US 诊断数据库进行练习,以积累识别和分级 PRI-MUS 病变的经验11
  3. 记录所发现感兴趣区域(ROI)的位置,包括其中心角度以及 ROI 首次和最后可见时的角度。
    注:在 UF,这些角度由外科医生口头指出,并由活检室工作人员记录在手术记录中。
  4. 若使用融合软件,加载活检前标注的 MRI 图像,在可视化尿道时点击Mid-line按钮(图 2B)。

5. 前列腺麻醉

  1. 使用6英寸20 G针头,在先前已麻醉的活检通道处穿刺皮肤,并在微超声(Micro-US)引导下将针头推进至肛提肌(图2A)。
  2. 向肛提肌复合体注入3 mL局部麻醉药(图2A)。
  3. 将20 G针头继续推进至尿道膜部三角区(peri-apical三角区,内侧为尿道,外侧为肛提肌,后方为Denonvilliers筋膜),并向该区域注射5–7 mL利多卡因(图2A)。
    ​注意:背侧静脉复合体(DVC)的外侧部分延伸至peri-apical三角区;因此,在注射利多卡因前应先回抽确认。适当的麻醉可使前列腺包膜与Denonvilliers筋膜之间产生水分离效应。

6. 前列腺活检

  1. 通过先前已麻醉的路径插入14 G血管套管针或15 G金属同轴穿刺针(进入针),使其到达前列腺尖端上方5–10 mm处。将进入针穿过肛门括约肌上方,并穿过或内侧于肛提肌。根据感兴趣区域(ROI)的位置调整进入针与直肠之间的距离。
  2. 使用穿刺针在直肠上方5 mm、且与可见尿道的前列腺中平面成15°–20°的位置,对整个前列腺进行取样图1D10点钟和2点钟位置。
  3. 旋转探头,使声束平面能够显示穿刺针,并推进活检枪,直至活检针尖端在穿刺针末端可见。
  4. 旋转探头以显示活检目标(病灶区域或系统性穿刺位点),然后反向旋转探头以观察活检针尖。通过调整患者体外的活检枪位置,校正穿刺针的进针路径,使其对准目标。
  5. 在超声引导下推进穿刺针,并进行微小的3°-10°探头旋转(微调旋转),以引导针尖进入目标区域。仅在清晰观察到针尖位置时方可推进活检针,以避免穿透目标区域。
    注意:在向目标区域进行较大范围移动时,有必要撤出活检针。在此技术中,探头保持与尿道平行,而不是与针平行"偏航")。保持穿刺活检相对于尿道的角度,可准确重建肿瘤位置并最大程度提高患者舒适度。该技术最具挑战性的部分是在穿刺针脱离声束平面时对其进行可视化。根据我们对住院医师、进修医师及其他医生的教学经验,掌握该技术所需的动作记忆大约需要3小时的练习。建议在前列腺模型或模拟器上进行练习。13 在进行活检前,应先建立必要的肌肉记忆。最初在麻醉患者身上练习该技术,有助于顺利过渡到临床实践。
  6. 在获取活检样本之前,将活检针转向尿道方向,并确保其角度位于0°位置的1°–2°范围内。通过捕获单帧图像或动态影像循环记录每次活检穿刺的角度位置。
    注:按照惯例,右侧(逆时针)旋转用正角度表示,而左侧(顺时针)旋转用负角度表示。
  7. 首先,从感兴趣区域(ROI)内获取三个分布均匀的活检组织芯图2C).
  8. 考虑进行经会阴系统性活检(图3)。为提高效率,从感兴趣区域(ROI)同侧开始系统性活检。若ROI位于前方,降低同轴针位置,以改善对周围带的系统性活检取样。
    ​注意:本研究进行了14针系统性穿刺活检(图3)。在以下情况中,可能无需进行系统性活检:1)系统性穿刺区域与先前已取样的感兴趣区域(ROI)重叠;2)前列腺体积较小,单次穿刺可同时获取尖部和基底部组织。采用此模板时,尖部活检通过从前列腺尖部被膜开始穿刺获取组织;基底部活检则通过从中段腺体起始穿刺完成。

7. 实验步骤结束

  1. 获取所有穿刺样本后,移除同轴针和超声探头。
  2. 用毛巾对会阴部施压 1–5 分钟,直至穿刺部位实现止血。
  3. 协助患者取坐位,1 分钟后再协助其站立。
  4. 告知患者可能出现一过性血尿和血精现象。
  5. 为患者开具基础性α-受体阻滞剂以应对尿流减弱,按需服用。

结果

本文描述了一项针对2021年9月至2022年6月期间前瞻性维护的数据库进行的回顾性分析(IRB202200022)。临床显著性前列腺癌(csPCa)定义为≥2级组(Gleason评分3+4=7)的前列腺癌。癌症检出率(CDR)按≥GG2例数除以患者总数计算。疼痛评分采用1-10分的Likert量表,在基线、局部麻醉注射时、直肠探头插入时以及活检过程中进行评估。术后2周与患者讨论不良事件,并通过病历回顾记录活检后30天内的事件。不良事件根据CTEP(癌症治疗评估项目)分级和归因指南进行分级。

我们确定了100名接受经会阴微超声(Micro-US)引导、在门诊进行并采用局部麻醉的前列腺穿刺活检患者。本研究中,每位患者的临床显著性前列腺癌检出率(CDR)为68%。CDR根据各病灶的PI-RADS(前列腺影像报告与数据系统)评分和PRI-MUS评分而有所不同(表1)。

在后续的一部分患者中可获得疼痛评分(N = 20)。基线时的中位数(四分位距)疼痛评分为 0(0, 1),局部麻醉给药期间为 2(1, 4),经直肠探头放置期间为 2(1, 5),前列腺活检期间为 2(0, 5)。

不良事件相对罕见,III级不良事件的发生率为3%(表2)。未观察到IV级或V级事件。II级事件主要涉及新处方α-受体阻滞剂以缓解尿流减慢。如上所述,患者在活检前已进行症状筛查。III级事件包括3例患者的住院治疗。根据CTEP归因指南,其中1例因症状性低血压住院,可能与前列腺活检后利多卡因吸收有关。该患者在监测12小时内症状自发缓解。另有2例患者在活检后30天内因机械性跌倒和意识状态改变而住院,偶然发现其存在非脓毒性和无症状性尿路感染,可能与活检相关。除上述特定患者外,未出现败血症、前列腺炎、膀胱炎或其他感染病例。

在超声引导下进行前列腺活检操作,包括注射器工具和采集的活检样本。
图1:微超声设备设置、活检托盘及穿刺针定位。A)手术室布局,ExactVu设备置于术者右侧。(B)活检操作台,包括:(a) 浸有聚维酮碘的4 cm × 4 cm纱布垫,(b) 10 mL 2%利多卡因凝胶,(c) 含1:100,000肾上腺素的1%利多卡因,与8.4%碳酸氢钠溶液按每10 mL利多卡因加入1 mL NaHCO3的比例混合,分装于两个20 mL注射器中,分别连接2英寸25 G针头和6英寸20 G针头,(d) 14 G套管针或同轴金属穿刺针,(e) 活检枪,(f) 泡沫活检垫及福尔马林容器。(C)执行诊断性扫查时的手部位置:注意左手提供对前列腺向上的支撑压力,右手则旋转探头。(D)同轴针或套管针的位置:右侧前列腺位于10点钟方向,左侧前列腺位于2点钟方向(图中未示)。请点击此处查看该图的放大版本。

显示前列腺活检针靶向靠近肛提肌的 PRI-MUS 5 病灶的矢状位 MRI 示意图。
图2:前列腺解剖结构与活检示意图。A)肛提肌及肛周三角的可视化;两者均为成功实施该技术时需要麻醉的重要结构。(B)与活检前 MRI 解剖位置一致的 PRI-MUS 5 病灶示意图。(C)活检针穿过靶病灶的视觉确认。请点击此处查看该图的高清版本。

心脏电激动示意图,包含前后位视图,显示传导路径,标注1-14。
图3:本技术所建议的系统性穿刺活检模板。 该模板基于密歇根泌尿外科手术改进协作组(Michigan Urologic Surgery Improvement Collaborative, MUSIC)提供的模板14,但在以下三个方面进行了改进:(i)增加了前部区域的取样(由2针增至4针);(ii)通过三维模型显著优化了穿刺位置的可视化展示;(iii)修改了穿刺编号命名方式以提高可用性。在本方案中,系统性穿刺活检在影像学阴性组织(PRI-MUS ≤ 2)中ROI活检之后进行。请点击此处查看该图的放大版本。

PI-RADS 5PI-RADS 4PI-RADS 3
PRI-MUS 595% (n = 20)80% (n = 15)100% (n = 1)
PRI-MUS 4100% (n = 1)69% (n = 13)75% (n = 4)
PRI-MUS 30% (n = 0)33% (n = 3)NA

表1:按PI-RADS和PRI-MUS评分分层的临床显著性前列腺癌检出情况。 在活检时同时具有磁共振成像(MRI)和微超声检查结果的患者中,临床显著性前列腺癌的检出率(CDR)。CDR按PI-RADS评分(列)和PRI-MUS评分(行)进行分层。符合这些标准的患者人数记录在括号内。

CLAVIEN DINDO 分级发生率
Ⅰ级4% (n = 4)
Ⅱ级5% (n = 5)
Ⅲ级3% (n = 3)
Ⅳ级0% (n = 0)
Ⅴ级0% (n = 0)

表2:按等级划分的不良事件发生患者百分比。前列腺活检后30天内发生不良事件的患者百分比。请注意,III级不良事件为非败血症相关的住院事件,其中1例可能与活检相关,2例可能与活检有关。

讨论

本文详细介绍了在局部麻醉下通过经会阴路径进行超声引导手工前列腺活检的操作步骤及结果。这是首次描述一种能够保留活检组织核心位置并提高患者舒适度的技术。根据我们的经验,该操作准确、耐受性良好,且不良事件极少。

值得注意的是,尽管未使用预防性抗生素,但并未报道有败血症或前列腺炎病例。本研究所用样本的结果印证了NORAPP试验的发现及其并发症发生率,该试验未发现预防性抗生素在经会阴活检中具有益处6

该操作的关键步骤如下。第2.6步及第5节中所述的消毒和麻醉措施是降低感染率的关键,其通过经会阴而非经直肠壁的路径实现,同时可维持患者的舒适度。第4节明确了活检目标的感兴趣区域(ROI),可在有效取样前列腺问题区域的同时减少穿刺针数。

经会阴穿刺活检相较于其他方法具有更高的应用优势,包括脓毒症发生率为零15,16、对前部肿瘤取样的准确性、抗生素的合理使用以及指南推荐17,18。与此同时,显微超声(Micro-US)正被认可为一种准确的癌症影像学检查方法,具备简便的图像融合平台,并可作为独立的影像生物标志物9,19。既往报道的Micro-US引导下经会阴活检技术的临床检出率为42%;然而,该技术使用了穿刺针导向装置以对齐穿刺针与超声扫描平面。尽管使用导向装置可缩短学习曲线,但可能限制活检只能在手术室进行,以便实施全身麻醉,因为每次穿刺均需通过新的穿刺点进入20。本研究报道的临床检出率为68%,表明这种徒手操作技术的准确性可与使用穿刺针导向装置相媲美。

本技术的准确性、耐受性及极少的不良事件需在某些局限性下进行解读。操作者需在模拟器或体模上进行约3小时的实际练习,以掌握穿刺针的定位与引导。此外,学习显微超声(Micro-US)图像解读可能需要额外时间。实施靶向联合系统性活检可获得17个或更多的活检组织 core,手术过程可能长达30分钟。尽管我们报告了优异的癌症检出率,但该技术的成功部分归因于我们对计算出的有临床意义的前列腺癌(csPCa)风险<15%的患者不进行前列腺活检的做法21。最后,本研究中采用的系统性活检模板覆盖了前列腺中最高风险的区域,但尚未与其他经会阴活检模板进行过比较。尽管存在这些局限性,该技术仍具多项优势,最显著的是可在基于门诊的环境中完成操作。此外,显微超声探头的位置追踪功能可实现肿瘤位置的三维重建,便于在实施手术切除、放疗加量或病灶靶向治疗时使用。

总之,显微超声(Micro-US)代表了前列腺活检技术的最新进展。我们展示了一种经会阴入路的方法,可在局部麻醉下于临床中实施。尽管仍需进一步评估并提升显微超声的诊断能力,但采用该技术的外科医生将发现其操作简便、定位准确且安全性高。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
14 号 AngiocatheterBD AngiocathBD382269
AquasonicParker LabsAquasonic 100
活检针BardMaxCore
2 mm × 25.4 mm × 30.2 mm 活检海绵McKesson1019107
ExactVu 微超声成像仪ExactImaging
ExactVu 微超声探头 (EV29L)ExactImaging
McKesson 棉质 12 层纱布海绵 4″ × 4″McKesson762703
25 G 1.5 英寸皮下注射针McKesson42142523
含肾上腺素 1:100,000 的 1% 利多卡因NA
2% 利多卡因凝胶,20 mLURO-Jet76329301505
探头保护套ExactImaging
皮肤准备液聚维酮碘(10%)McKesson1073829
20 G,6 英寸脊髓穿刺针McKesson992546
TruGuideBardC1616A

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