Eine kognitive Fusions-gesteuerte Prostatabiopsie mittels multiparametrischer Magnetresonanztomographie und transrektalem Ultraschall

Zusammenfassung

Die Prostatabiopsie ist die Goldstandard-Diagnosemethode für Prostatakrebs. Die kognitive fusionsgesteuerte Prostatabiopsie, bei der transrektaler Ultraschall mit vorab gemessenen MRT-Parametern kombiniert wird, verbessert die Genauigkeit der Biopsie und erhöht die Erkennungsrate von klinisch signifikantem Prostatakrebs.

Zusammenfassung

Die herkömmliche transrektale Ultraschall (TRUS)-gesteuerte Prostatabiopsie weist eine begrenzte Sensitivität und Spezifität auf, insbesondere bei der Erkennung von Prostatakrebs im Frühstadium, da es an einer präzisen Zielbestimmung der Läsionen mangelt. Eine verbesserte kognitive fusionsgesteuerte Prostatabiopsiemethode wurde entwickelt, um das Läsionstargeting zu verbessern, indem drei Parameter von multiparametrischen MRT-Bildern (mpMRT) der Prostata in TRUS-Bilder integriert werden. Die mpMRT-Messung der Prostata wird zunächst durchgeführt, um drei Schlüsselparameter zu erhalten: den Rotationswinkel (α), den Abstand zur Rektumwand (X) und den Abstand zur Prostataspitze (Y). Diese Parameter werden dann kognitiv in einer Echtzeit-TRUS-gesteuerten Prostatanadelbiopsie angewendet, um Zielläsionen zu erkennen. Diese verbesserte transperineale kognitive Fusionsbiopsiemethode erhöht die diagnostische Genauigkeit, verbessert die Reproduzierbarkeit und verringert die Abhängigkeit von der Erfahrung des Bedieners. Die klinische Anwendung bei 423 Patienten zeigte eine Prostatakrebs-Erkennungsrate von 73,5 %, wobei 62,9 % als klinisch signifikante Krebserkrankungen eingestuft wurden. Im Vergleich zu geräteintensiven Methoden wie der MRT-Ultraschall-Fusionsbiopsie ist dieser Ansatz kostengünstig, praktisch und eignet sich gut für eine breitere klinische Adoption. Darüber hinaus unterstützt die Flexibilität der Methode die Integration mit anderen bildgebenden Verfahren, wie z. B. ⁶⁸Ga-PSMA PET/CT, wodurch die Erkennungsraten bei Patienten mit Prostatakrebs mit hohem Risiko weiter verbessert werden.

Einleitung

Prostatakrebs ist ein großes globales Gesundheitsproblem, mit schätzungsweise 1.466.680 neuen Fällen und 396.792 Todesfällen, die im Jahr 2022 weltweit gemeldet wurden. Prostatakrebs ist die zweithäufigste Krebserkrankung und die fünfthäufigste Krebstodesursache bei Männern¹. Bis 2040 wird die Zahl der neuen Prostatakrebsfälle voraussichtlich auf 2,9 Millionen ansteigen, wobei die Zahl der Todesfälle voraussichtlich 700.000 erreichen wird². Eine frühzeitige Diagnose und standardisierte Behandlung sind entscheidend für die Verbesserung der Überlebensraten bei Patienten mit Prostatakrebs, und die Prostatabiopsie bleibt der Goldstandard für die Früherkennung.

Seit 1968 ist der transrektale Ultraschall (TRUS) ein wichtiges Instrument zur Steuerung von Prostatabiopsien. Die Sensitivität und Spezifität von TRUS-gesteuerten Prostatabiopsien sind jedoch um 65-74 % bzw. 40-57 %³ begrenzt, insbesondere bei der Erkennung von Läsionen im Frühstadium oder bei kleinvolumigen^{Läsionen 4}. Um diese Einschränkungen zu überwinden, hat sich die multiparametrische MRT (mpMRT) als überlegenes bildgebendes Verfahren herausgestellt, das detailliertere Untersuchungen des Prostatagewebes und eine verbesserte Lokalisierung von klinisch signifikantem Prostatakrebs ermöglicht. Im Vergleich zur herkömmlichen TRUS-gesteuerten Biopsie kann die mpMRT verdächtige Läsionen in der Prostata genauer identifizieren und die Präzision gezielter Biopsien verbessern ^5,6.

Es wurden mehrere MRT-gesteuerte Prostatabiopsietechniken entwickelt, die die erweiterten diagnostischen Möglichkeiten der Prostata-mpMRT nutzen. Zu diesen Techniken gehören die MRT-gezielte Prostatabiopsie, die MRT-transrektale Ultraschall-Fusionsbiopsie der Prostata und die kognitive fusionsgesteuerte Prostatabiopsie ^7,8. Die MRT-gezielte Prostatabiopsie wird direkt im MRT-Scanner durchgeführt und ermöglicht eine Echtzeit-Bildführung während der Biopsie. Diese Technik bietet eine hervorragende Lokalisierung von Läsionen; Es ist jedoch aufgrund der langwierigen Anforderungen an die Bildgebung und Verfahren kostspielig und zeitaufwändig. Die MRT-transrektale Ultraschall-Fusionsbiopsie der Prostata kombiniert MRT-Bilder und Echtzeit-TRUS-Bilder über eine spezielle Software, was sie komplex und kostspielig macht.

Im Gegensatz dazu müssen sich die Ärzte bei der kognitiven Fusionsbiopsie die Läsionsorte aus MRT-Bildern merken und diese Informationen während der Biopsie mental mit der Echtzeit-TRUS integrieren. Diese Technik erfordert keine zusätzliche Ausrüstung, was sie einfach, kostengünstig und sehr gut für die klinische Anwendung geeignet macht. Die kognitive fusionsgesteuerte Prostatabiopsie hängt jedoch stark von der Erfahrung des Arztes ab, und der Prozess der Läsionslokalisation beruht vollständig auf dem Gedächtnis und dem Urteilsvermögen, was zu einer verminderten Reproduzierbarkeit führt und ihre breitere Anwendung einschränkt. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde eine verbesserte transperineale kognitive Fusionsbiopsiemethode entwickelt, bei der drei Schlüsselparameter aus mpMRT-Bildern der Prostata mit TRUS integriert wurden. Diese Methode ist hochgradig reproduzierbar, einfach durchzuführen und eignet sich gut für die breite klinische Implementierung und bietet eine wichtige Unterstützung für die genaue Diagnose von Prostatakrebs. In diesem Artikel werden das Protokoll und der klinische Nutzen dieses standardisierten Ansatzes detailliert beschrieben und sein Potenzial zur Verbesserung der Prostatakrebserkennung in der Routinepraxis hervorgehoben.

Protokoll

Diese Studie mit menschlichen Teilnehmern wurde in Übereinstimmung mit den in der Deklaration von Helsinki dargelegten Grundsätzen durchgeführt. Vor ihrer Aufnahme in die Studie wurde von allen Teilnehmern eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. Die Ein- und Ausschlusskriterien wurden sorgfältig definiert, um die Sicherheit der Teilnehmer und die Eignung des Verfahrens zu gewährleisten.

1. Auswahl des Patienten

1. Legen Sie die folgenden Einschlusskriterien für die Patientenauswahl fest: prostataspezifisches Antigen (PSA) > 10 ng/ml; Vorhandensein eines verdächtigen Prostataknotens, der durch die digitale rektale Untersuchung (DRE) festgestellt wurde, unabhängig vom PSA-Wert; verdächtige Läsionen, die durch transrektalen Ultraschall (TRUS), MRT oder PSMA PET/CT identifiziert wurden, unabhängig vom PSA-Wert; PSA-Werte zwischen 4 und 10 ng/ml, begleitet von f/tPSA < 0,16 und/oder PSA-Dichte (PSAD) > 0,15 ng/ml² und/oder PSA-Geschwindigkeit (PSAV) > 0,75 ng/ml jährlich; abnormale Ergebnisse aus anderen prostatabezogenen Tests, wie z. B. ein erhöhter Prostatagesundheitsindex (PHI) oder positive Ergebnisse des Prostatakrebsantigens 3 (PCA3) im Urin.
2. Ausschluss von Teilnehmern aus der Studie auf der Grundlage der folgenden Kriterien: akute Infektion oder Fieber während des Studienzeitraums; hypertensive Krise; dekompensierte Herzinsuffizienz; schwere Blutungsstörungen; schlecht kontrollierte oder instabile Komorbiditäten wie Bluthochdruck oder Diabetes; schwere anale oder rektale Erkrankungen, einschließlich fortgeschrittener innerer/äußerer Hämorrhoiden oder signifikanter rektaler/analer Pathologie; schwerer immunsuppressiver Zustand; schwere psychische Störungen oder Teilnehmer, die nicht bereit oder nicht in der Lage sind, mit dem Verfahren zusammenzuarbeiten.

2. Bestimmung der dreidimensionalen Koordinaten der Läsion im mpMRT

1. Überprüfen Sie die T2-gewichtete Bildgebung (T2WI, Abbildung 1A), die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI, Abbildung 1B) und den scheinbaren Diffusionskoeffizienten (ADC, Abbildung 1C) von multiparametrischen MRT-Scans (mpMRT) gründlich, um die Prostataläsionen zu identifizieren.
   HINWEIS: Eine Rücksprache mit einem Radiologen kann erforderlich sein, um die Lokalisation der Läsion vor der Biopsie zu bestätigen.
2. Verwenden Sie als Eckpunkt einen Punkt, der etwa 7 mm von der vorderen Rektumwand entfernt ist. Ziehe eine Linie durch die Mittellinie des Körpers, die durch die Schambeinsymphyse oder die knollige Harnröhre bestimmt werden kann. Ziehe eine weitere Linie durch die Mitte der Läsion. Der Winkel zwischen diesen beiden Linien ist die Winkelverschiebung, die als α aufgezeichnet wird (Abbildung 2A).
   HINWEIS: Dieser Winkel α wird verwendet, um zu bestimmen, wie stark die Ultraschallsonde gedreht wird, um sie während der Biopsie mit der Läsion auszurichten.
3. Messen Sie den Abstand vom Zentrum der Läsion zur rektalen serösen Oberfläche auf der T2WI-Sequenz und notieren Sie ihn als X (Abbildung 2A).
   HINWEIS: Der Abstand X wird verwendet, um den Einführpunkt der Nadel während der Biopsie zu führen und die Stelle zu bestimmen, an der die Biopsienadel relativ zum Rektum eingeführt wird.
4. Messen des Abstands von der Spitze der Prostata (Y) Erstellen Sie mit einem DICOM-Viewer mit MPR (multiplanare Rekonstruktion) oder einer anderen Schichtfunktion eine Ebene, die sowohl durch die Mitte des Scheitelpunkts des α-Winkels als auch durch die Mitte der Läsion verläuft. Messen Sie den Abstand von der Läsion bis zur Spitze der Prostata in dieser Ebene und notieren Sie ihn als Y (Abbildung 2B).
   HINWEIS: Der Abstand Y ist entscheidend für die Bestimmung der Einstichtiefe der Nadel; Sie entspricht der Tiefe, die die Biopsienadel während der Biopsie erreichen muss.

3. Patientenvorbereitung und Bildgebung

1. Bringen Sie den Patienten in die Steinschnittposition. Positionieren Sie das Gesäß genau an der Mittelkante der Untersuchungsliege. Beide Beine sind symmetrisch in den Beinstützen abgestützt.
2. Ziehen Sie den Hodensack nach oben zurück und legen Sie den Dammbereich vollständig frei.
3. Desinfizieren Sie den Dammbereich mit Povidon-Jod (Iodophor) und bedecken Sie den Bereich, so dass die Eingriffsstelle zugänglich bleibt.
4. Injizieren Sie subkutan 1% Lidocain zur Lokalanästhesie an der Projektion der größten Querebene der Prostata auf die Dammhaut.
5. Führen Sie die biplane transrektale Ultraschallsonde (TRUS) vorsichtig in das Rektum ein. Positionieren Sie die Sonde in einem Winkel von 45° nach oben relativ zum Anus.
   HINWEIS: Der Anästhesieeinführpunkt ist in der Regel 1,5 cm vom Anus entfernt (Abbildung 3).
6. Injizieren Sie 1% Lidocain in den Musculus levator ani, die Prostatakapsel und die Spitze der Prostata über Ultraschallführung in der Sagittalebene, um eine angemessene Anästhesie während der Biopsie zu gewährleisten.

4. TRUS und kognitive Fusion

1. Richten Sie die Ultraschallsonde auf die Mittellinie aus, indem Sie eine Ebene auf dem transversalen Ultraschallbild lokalisieren, die der Position der Läsion aus dem T2WI-Querbild auf dem mpMRT genau entspricht. Halten Sie die Sonde nach der Identifizierung ruhig und frieren Sie das Ultraschallbild auf dieser Querschnittsebene ein.
   HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass die Sagittalebene der Ultraschallsonde mit der Mittellinie des Körpers ausgerichtet ist. In der Standard-Lithotomieposition wird die Sagittalebene der Sonde in der Regel direkt über dem Kopf positioniert.
2. Frieren Sie das Bild ein und verwenden Sie die Mitte der Sonde als Scheitelpunkt, um den α Winkel im Ultraschall zu messen. Richten Sie eine Kante des α Winkels an der zentralen Hilfslinie auf dem transversalen Ultraschallbild aus (Abbildung 4A).
   HINWEIS: Die Position der anderen Kante des α Winkels, die der Position der Läsion auf dem Ultraschallbild entspricht.
3. Tauen Sie das Bild auf und drehen Sie die Sonde, bis die zentrale Hilfslinie des transversalen Ultraschallbildes mit der Position der im MRT identifizierten Läsion übereinstimmt. Halten Sie die Sonde ohne weitere Drehung ruhig, sobald die Drehung in den α Winkel erreicht ist.
4. Positionieren Sie die Ultraschallsonde in der Läsionsebene, indem Sie die Sonde horizontal entlang des Rektums schieben, bis die Lineararray-Ultraschallsonde das Prostatabild anzeigt, nachdem Sie die Sonde in den richtigen α Winkel gedreht haben.
   HINWEIS: Das aktuell angezeigte Bild entspricht der Ebene der Läsion, die durch die vorherigen MRT-Messungen bestimmt wurde (Abbildung 4B).
5. Messen Sie den Abstand von der rektalen serösen Oberfläche zu der Stelle, die dem zuvor gemessenen X-Wert im MRT entspricht, und bestätigen Sie den Einstichpunkt für die Biopsienadel.
6. Messen Sie den Abstand von der Spitze der Prostata zu der Stelle, die dem zuvor gemessenen Y-Wert im MRT entspricht, in Richtung parallel zum Rektum, um die richtige Tiefe für das Einstechen der Biopsienadel sicherzustellen (Abbildung 4B).
   HINWEIS: Diese X- und Y-Messungen bestätigen, dass die Sonde korrekt auf der Läsion auf dem Ultraschallbild ausgerichtet ist, was eine präzise Ausrichtung während der Biopsie ermöglicht.

5. Gezielte Biopsie

1. Führen Sie die Biopsienadel entlang der Nadelführungslinie ein, die dem Abstand vom Rektum entspricht (gemessen als X auf dem Ultraschallbild) unter Ultraschallführung in der Sagittalebene mit der Lineararray-Sonde.
2. Passen Sie die Nadeltiefe an den zuvor gemessenen Y-Wert an, der den Abstand von der Spitze der Prostata darstellt. Führen Sie 2-3 gezielte Biopsiekerne im Läsionsbereich durch, sobald die richtige Tiefe erreicht ist (Abbildung 4B).
3. Wiederholen Sie die obigen Schritte für jede Zielläsion, wenn mehrere Läsionen identifiziert wurden.
   HINWEIS: Es ist wichtig, die Stabilität der Ultraschallsonde zu erhalten, und die X- und Y-Koordinaten müssen während des gesamten Eingriffs für jede Biopsiestelle genau angewendet werden. Um die Präzision zu gewährleisten und die Handbewegung zu reduzieren, wird empfohlen, einen Stützarm mit Ultraschallsonde zur Unterstützung zu verwenden.

6. Systematische Biopsie

1. Entnehmen Sie einen Biopsiekern aus der Spitze, der Mittellinie und der Basis sowohl in der peripheren als auch in der zentralen Zone des linken Lungenappens der Prostata.
2. Passen Sie die Sondenposition an und entnehmen Sie jeweils einen Kern von der Spitze, der Mittellinie und der Basis in beiden Zonen. Wiederholen Sie dann den Vorgang am rechten Lappen der Prostata.
   HINWEIS: Es wird empfohlen, während der systematischen Biopsie insgesamt 12 Kerne zu entnehmen.

7. Fertigstellung

1. Entfernen Sie die TRUS-Sonde vorsichtig aus dem Rektum, um Beschwerden nach der Biopsie zu vermeiden.
2. Reinigen Sie den perinealen und rektalen Bereich mit sterilen Tüchern, um Gel- oder Blutreste zu entfernen.
3. Geben Sie jeden Biopsiekern in vorbeschriftete Behälter mit geeigneten Konservierungsmitteln. Markieren Sie jeden Behälter mit den Patienteninformationen und der Biopsiestelle.
4. Transportieren Sie die beschrifteten Behälter mit den Biopsiekernen zur histopathologischen Analyse in das Pathologielabor.

Ergebnisse

In diesem Fall identifizierte die kognitive fusionsgesteuerte Prostatabiopsie eine klinisch signifikante Prostatakrebsläsion genau. Diese Läsion wurde mittels MRT in der linken Spitze der Prostata mit einem maximalen Durchmesser von etwa 6 mm und einem PI-RADS-Score von 4 angezeigt, was auf eine hohe Wahrscheinlichkeit für klinisch signifikanten Prostatakrebs hindeutet.

Die pathologische Diagnose dieser Biopsieläsion war ein prostatisches Azinus-Adenokarzinom mit folgenden Details (

Diskussion

Die MRT-gesteuerte Biopsie (MRT-GB) ist ein Eckpfeiler der gezielten Prostatabiopsie und umfasst die MRT-gezielte Biopsie (MRT-TB), die MRT-transrektale Ultraschall-Fusionsbiopsie (FUS-TB) und die kognitive Fusionsbiopsie (COG-TB). MRT-TB erreicht eine hohe diagnostische Genauigkeit durch Echtzeit-MRT-Bildgebung mit einer Gesamtkrebserkennungsrate von 80 % und einer klinisch signifikanten Krebserkennungsrate von 55 %⁹. Die hohen Kosten und die betriebliche Komplex...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
5% Povidon-Jod-Lösung	Chengdu Yong'an Pharmaceutical Co., Ltd.	H51022885	Zur Desinfektion des Operationsbereichs
10% neutrales gepuffertes Formalin-Fixiermittel	Guangzhou Vigrass Biotechnology Co., Ltd.	24010506	Zur Fixierung von Biopsiegewebe
AccuCARE Transperineal	Solutions CIVCO Medical Instruments Co., Inc	620-119	Zur Unterstützung der
Sonde Injektion  Spritze (20 mL)	Shandong weigao group medical polymer Co., LTD	20211001	Für die Lokalanästhesie
Lidocaine	Hubei Tiansheng Pharmaceutical Co., Ltd.	H42021839	Mit Kochsalzlösung auf 1% verdünnt für die Lokalanästhesie
MRT 3.0T	Philips	Ingenia	Für die Prostatauntersuchung
RadiAnt DICOM Viewer	Medixant	V2024.1	Zum Ablesen der Prostata-MRT, zum Beschreiben von Läsionen, Messen von Abständen und Winkeln
Einweg-Biopsienadel MC1820	Bard Peripheral Vascular, Inc.	REHU3231	Für die Probenahme von Nadelbiopsien
Sterile Einwegnadel 0,7 x 80 TWLB	Zhejiang Kangdeli Medical Devices Co., Ltd.	C20230923	Für die Lokalanästhesie
Natrium  Chlorid  Injektion	Southwest Pharmaceutical Co., LTD	H50021610	Zur Verdünnung von Lidocain
Ultraschall	BK Medical	bk3000-01	Zur Führung der Prostatabiopsie