Summary
Præsenteres heri er en protokol til at udføre målrettede biopsi af prostata ved hjælp af en Mr-ultralyd fusion system.
Abstract
Vi præsenterer her, en protokol for at udføre målrettede prostata biopsi ved hjælp af en magnetisk resonans-ultralyd (MR / U.S.) fusion system. Prostatakræft er traditionelt blevet diagnosticeret via transrectal ultralyd (TRUS) biopsi. Selvom betragtes som guldstandarden, TRUS er ikke i stand til at visualisere mest prostata kræft læsioner og kræver derfor prøveudtagning af hele prostata. Denne biopsi metode ofte undergrades prostatakræft og undlader at registrere op til 35% af kræfttilfælde på første biopsi. Prostata Mr har vist sig at have fremragende følsomhed i påvisning af kræft læsioner, og fremskridt i MRI-teknologi i løbet af det sidste årti har ført til udvikling af målrettede biopsi. I målrettede biopsi, en software platform overlays MRI data på live TRUS billeder til at oprette en smeltet Mr / amerikanske tre-dimensionelle model af prostata. Regioner mistænkelige for malignitet på Mr er omrids af en radiolog, uploadet til fusion-system, og derefter vises inden for live MR / U.S. smeltet model. Urolog er derefter i stand til direkte biopsi disse mål. Sammenlignet med konventionelle TRUS biopsi, Mr / amerikanske fusionsteknologi har vist sig for at forbedre detektion af klinisk signifikant kræft samtidig reducere ubetydelige kræft opdagelse. Denne teknologi har derfor potentialet til at diagnosticere prostatakræft primært i mænd, der vil have gavn af behandling.
Introduction
Prostatakræft er den anden mest almindelige kræftform i amerikanske mænd, med næsten 165.000 tilfælde diagnosticeret i 20181. Fleste af disse tilfælde blev diagnosticeret via transrectal ultralyd (TRUS)-vejledt biopsi, en metode, der først blev udviklet i 1960 ' erne før at vinde bred accept i 1980s2. I TRUS biopsi udfører klinikeren typisk en sekstant biopsi, systematisk prøveudtagning base, midten og toppen af hver hemigland3. På trods af at være længe betragtet som guldstandard for diagnosen, har TRUS biopsi flere mangler. Da ultralyd ikke normalt at visualisere kræft, udføres en TRUS biopsi ved systematisk prøveudtagning alle dele af prostata, snarere end med henblik på individuelle mål (figur 1). Således TRUS biopsi er "blinde" og under sorteringen sker i 46% af patienter, og op til 35% af kræft er opdaget på den første TRUS biopsi4,5.
Prostata magnetisk resonans imaging (MR), rapporteret så tidligt som i 1983, har revolutioneret prostata kræftdiagnose i løbet af sidste årti6. Multiparametric Mr (mpMRI) kombinerer T1 og T2 kontrast imaging med diffusion vægtet imaging (DWI) og Dynamisk kontrastforbedring (DCE) til at oprette både en anatomisk og funktionel vurdering af kirtel7. Denne kombinerede multiparametric imaging modalitet letter tumor visualisering og har vist sig at have overlegne evne til at opdage prostatakræft. I forhold til TRUS biopsi, der har en følsomhed på ca. 60%, er mpMRI blevet påvist for at have følsomhed så højt som 96% i påvisning af læsioner, der er senere bekræftet for at havnen prostatakræft8,9,10 ,11. For at øge standardiseringen af mpMRI fortolkning, udviklet den europæiske samfund af Urogenital radiologi prostata Imaging-rapportering og Data System (PI-RADS) til områder af interesse (ROI), der er mistænkelige for prostatakræft12. ROIs er klassificeret på en fem-punkts Likert skala, hvor en score på 1 har meget lav risiko for malignitet og en score på 5 betragtes som en højrisiko læsion. ROIs klassificeret som klasse 3 eller ovenfor er ofte forfulgt under prostata biopsi.
Fremskridt i MRI-teknologi har ført til udvikling af målrettede prostata biopsi, som er tilgodeset af Mr-ultralyd (MR / U.S.) fusion. I denne modalitet, en software platform overlays mpMRI data på live transrectal ultralyd billeder og skaber en smeltet tredimensionale (3D) model, gør det muligt for operatøren at visualisere en Mr-påvist ROI i realtid på en skærm. Når både Mr og USA er registreret, bliver ROIs ses på Mr billedet overført til ultralyd billede. Disse ROIs kan derefter være individuelt målrettet, kendt som "målrettet biopsi". Bane af hver nål og biopsi centrale beliggenhed er sporet med en høj grad af nøjagtighed og registreret inden for software-system (figur 2). Dette giver mulighed for klinikeren du omstrukturere et mål inden for 3 mm på eventuelle opfølgende biopsi session13,14. Biopsi tracking er især nyttig i aktiv overvågning programmer, idet foci af lavrisiko kræft kan kontrolleres pålideligt for patologiske progression over tid.
I løbet af det seneste årti har flere Mr / amerikanske fusion enheder er blevet udviklet til kommerciel brug, og flere studier har undersøgt effekten af denne biopsi metode. To store prospektive undersøgelser for nylig vist værdien af Mr / amerikanske fusionsteknologi i diagnosticeringen af prostatacancer15,16. I begge undersøgelser, vejledning af Mr / amerikanske fusion blev sammenlignet med standard sextant TRUS biopsi i mænd med Mr-synlige læsioner. Når Mr / amerikanske fusion blev brugt, målrettede biopsi påvist flere tilfælde af klinisk signifikant prostatakræft end TRUS biopsi alene, og i en af undersøgelserne, den nye metode registreret færre tilfælde af ubetydelige prostatakræft15. Med reduceret detektion af klinisk ubetydelige kræft, kan guidede biopsi spare mange patienter den følelsesmæssige nød en kræftdiagnose samt de sygelighed forbundet med yderligere prostata biopsier. Patienter husly mellemliggende eller højrisiko prostatakræft er tilbøjelige til at blive diagnosticeret via guidede biopsi og kan blive henvist til behandling i overensstemmelse hermed.
UCLA lanceret sin Mr / amerikanske fusion biopsi program i begyndelsen af 2009 med udgivelsen af den første Food and Drug Administration FDA-godkendt fusion biopsi platform. Flere platforme har nu udviklet og er tilgængelige internationalt. Hver bruger proprietære software og hardware til at flette Mr og os data i realtid for at aktiverer målrettede biopsi. Tabel 1 præsenterer data for flere af de mest almindeligt anvendte fusion systemer17. UCLA erfaringer er primært med Artemis og UroNav systemer, hvor størstedelen af fusion biopsier i USA er i øjeblikket udføres.
Udføres i klinikken under lokalbedøvelse, vinder denne nye biopsi metode hurtigt vedtagelsen for diagnose og overvågning af prostatakræft. Heri vi levere en teknisk protokol for at udføre målrettede prostata biopsi via Mr / amerikanske fusion.
Protocol
Når det bruges i en forskningskapacitet, følger protokollen nedenfor strengt retningslinjer fastsat af den UCLA menneskelige videnskabsetisk Komité.
Bemærk: Metoderne beskrevet her er dem, der anvendes ved UCLA for at udføre målrettede biopsi af prostata ved hjælp af Artemis systemet. Alle patienter, der gennemgår fusion biopsi har haft mpMRI af prostata, der er blevet fortolket af en erfaren uro-radiolog, der har læst over 3.500 prostata MRIs. Læsioner ses på mpMRI er blevet klassificeret som PI-RADS 1-5, med PI-RADS 3-5 læsioner valgt for målrettede biopsi. Før proceduren, er Mr billeder uploadet til software til prostata og target tilretning af radiologen. Alle patienter i målrettede biopsi også underkastes systematisk biopsi, styret af en skabelon, der er genereret af fusion enhedens software. Hvis ingen diskrete mål ses på Mr, udføres kun software-styrede systematisk biopsi. Patienter med mistanke om eller tidligere diagnosticeret prostatakræft er støtteberettigede for Mr / amerikanske fusion biopsi. Patienter med blødning diatese eller manglende evne til at tolerere biopsi uden sedation er betragtes som ikke-støtteberettigede.
1. maskine indledning og biopsi Plan udvalg
- Tænd workstation-computer og arbejdsstation vognen.
- Angiv den nye patientens oplysninger eller Vælg en patient, hvis patienten allerede er blevet registreret inden for software-system. Importer Mr data, der er blevet uploadet via enheden Profilstyring software.
- Vælg biopsi plantype (f.eks. Mr-TRUS fusion biopsi, gense biopsi eller systematisk biopsi). Vælg alle tre biopsi plantyper at tillade biopsi af nye mål, gensampling af forudgående placeringer, og udførelsen af en systematisk sextant biopsi. Fusion systemet beder lægen om at vælge enten 6 eller 12 biopsi placeringer foreslås hvis du vælger systematisk biopsi (dvs. enten 1 eller 2 kerner fra hver anatomiske sextant).
Bemærk: I praksis UCLA gennemgå alle patienter i målrettede biopsi også samtidige systematisk biopsi. Tolv systematisk biopsi kerner i stedet for seks er normalt træffes af hensyn til grundighed.
2. patienten forberedelse
- Ordinere et lavement og direkte patienten til at bruge det om morgenen af biopsi til rektal vault rengøring.
- Administrere antibiotika en time inden indledningen af proceduren. Administrere enten fluoroquinoloner, første, andet eller tredje generations cefalosporiner eller aminoglycosider, som anbefalet af den amerikanske bestyrelse Urologi.
Bemærk: Det er kritisk at gennemgå de lokale antibiogram, når du vælger antibiotika skal anvendes. På UCLA, er 1 g af Ertapenem administreret intramuskulært én time før proceduren. Denne beslutning blev foretaget på grundlag af UCLA antibiogram. Der har været nogen efter biopsi septisk episoder for de sidste 1.500 Mr-amerikanske fusion biopsier udføres. - Placer patienten i venstre lateral decubitus position. Placer patientens ryg næsten parallelt med kanten af sengen, med patientens ben trak mod brystet til at give maksimal bevægelsesfrihed for enhedens biopsi tracker arm. Sikre, at patientens balder er placeret lidt ud over kanten af sengen.
- Forberede patientens anus. Sættetid en svamp pind i den foretrukne antiseptisk opklaring og svaber perineum og anus, startende fra anus og bevæger sig mod anus.
- Udføre en digital rektal undersøgelse. Indsæt en behandsket og smurt pegefinger ind i endetarmen og direkte anteriorly til palpere prostata.
Bemærk: Hvis en knude eller induration er palpering, biopsi af abnormitet bør udføres.
3. TRUS sonde forberedelse
- Vedhæfte nål guiden til TRUS sonde.
- Anvende ultralyd jelly direkte på en ren TRUS sonde.
Bemærk: På UCLA desinficeres alle TRUS sonder via et automatiseret system at bruger fordampet opløsning af hydrogenperoxid. - Passer en kondom dækning på TRUS sonde direkte over ultralyd gelé og sikkert det på plads med en elastik.
4. administrere Periprostatic Nerve blok
- Isæt forsigtigt smurt ende-brand TRUS sonde ind i patientens rektum. Forhånd sonden, indtil en todimensional (2D) tværgående visning af prostata er klart synlig på skærmen og justere sonden indtil den omtrentlige center af prostata er synlige.
- Få et anslåede prostata mængde ved måling af prostata højde, bredde og længde. Beregne prostata specifikt antigen (PSA) tæthed, hvis det ønskes ved at dividere PSA værdi af prostata volumen.
- Tænde den på skærmen biopsi guide for at visualisere nål bane.
- Rotere og fremme sonden indtil krydset mellem prostata og sædblæren er visualiseret, der repræsenterer det område, hvor prostata neurovaskulære bundt træder kirtel.
- Indsæt en 22 G spinal nål gennem nålen guide kanalen på TRUS sonden. Rykke nålen ind i krydset mellem prostata og sædblæren.
- Infiltrere denne plads med 10 cc 1% lidocain, oprettelse af en ultralyd vabler.
Bemærk: Korrekte infiltration vil forårsage en adskillelse af Sædblærer og prostata fra endetarmen væggen. - Justere TRUS sonde for at administrere periprostatic nerve blok på de kontralaterale side. Vent 1 min til passende anæstesi skal nås.
5. dock Tracking Arm
- Justere TRUS sonde, således at prostatas største diameter er synlige i tværgående retning.
- Position arbejdsstation vogn ved siden af patienten for at visualisere arbejdsstation skærme samtidig også observere patienten.
- Sikre, at sporing arm er i positionen "park". Sted to sporing arme ca. 90° fra hinanden.
- Låse tracker arm, og Placer den direkte nedenunder TRUS sonden mens du holder TRUS sonden i sted i patientens rektum.
- Løft tracker arm for at placere TRUS sonden i vuggen af tracking arm og sikre låsen. TRUS sonden er nu sikkert.
- Låse den stabiliserende arm.
6. tre-dimensionelle billede erhvervelse
- Langsomt dreje TRUS sonden uret langs sin lange akse for ca. 200°.
Bemærk: Ultralyd system vil erhverve 2D billeder og rekonstruere dem for at oprette en 3D ultralyd model, der er lagret i platformen. - Skitsere prostata ved at placere 6−8 grønne digital markører langs grænsen i både de tværgående og sagittal billeder vises på skærmbilledet arbejdsstation. En 3D rekonstruktion af prostata bliver derefter lavet af softwaren og vises.
- Gennemgå modellen 3D ultralyd af prostata til at sikre, at prostata er synlig i alle udsnit.
- Forfine de foreslåede grænser af prostata til 3D ultralyd genopbygningen ved at klikke på den korrekte prostata grænse på gråtonebilledet. Du skal kun udføre raffinement, hvis der er en uoverensstemmelse mellem den grønne kontur og den sande grænse af prostata.
7. Mr registrering
- Udføre stive registrering i saggital orientering af MRI, som vil blive præsenteret på skærmen. Vælg to vartegn på hr. billede (fx: overlegne-mest punkt og ringere-mest punkt af prostata langs endetarmen væggen) og placere en digital markør på hver. Placer to digitale markører på tilsvarende landemærker på viste ultralyd billede.
- Udføre stive registrering i den tværgående retning. Igen, Vælg to vartegn på Mr billedet (f.eks. forreste yderste punkt og posterior-mest punkt af prostata) og placere en digital markør på hver. Placer to digitale markører på tilsvarende landemærker på viste ultralyd billede.
Bemærk: Elastisk registrering udføres automatisk efter at klikke på "Næste" knappen på skærmen.
8. Målsøgnings
Bemærk: Kurvede mål fra mpMRI, såvel som digital markører betegner en skabelon for systematisk biopsi er nu overlejret på 3D prostata modellen oprettet under trinnet erhvervelse.
- Vælg den første ROI at være biopsi.
- Presse kobling nær tracker arm håndtag at frigive tracker arm bremsesystem. Forsigtigt flytte tracker arm mod det ønskede mål. Når den gule digital markør er det ønskede sted over målet — nu fremhævet med rødt – frigive koblingen for at genoptage bremser på tracker arm. Tracker arm er nu sikkert på plads.
- Frigøre rotation bremsen ved at skubbe håndtaget bare venstre af tracker arm håndtaget fremad. Forsigtigt rotere tracker arm for at justere den gule digital markør, indtil det er overlejret på de ønskede mål. Træk i håndtaget for at genoptage de roterende bremser.
9. bevægelse kompensation
- Før hver biopsi, vurdere, om de levende ultralyd billeder forblive registreret inden for ultralyd genopbygning. Hvis grænsen af prostata på live ultralyd er indeholdt i serien af grønne digital markører, så gå til afsnit 10. Hvis de grønne digital markører ikke længere korrekt afgrænse grænsen til prostata, udføre bevægelseskompensation.
- Vælg indstillingen bevægelse kompensation på skærmen.
- Vælg tre vartegn på 3D prostata genopbygningen og placere en digital markør på hver. Sted digital markører på de tilsvarende vartegn for visningen live ultralyd af prostata for at bringe den 3D model tilbage i registrering med den levende ultralyd.
10. prostata biopsi og nål optagelse
- Sted 18 G biopsi pistol i guiden nålen monteret på TRUS sonden.
- Mens observere skærmen, forhånd biopsi nålen mod den røde Butterfly-formet visuelle hjælpemiddel, der vises over live ultralyd billede. Forhånd nål-spids skærer i midten af den Butterfly-formet markør.
- Tryk fodkontakten pedalen for at begynde at optage sekvensen af 2D ultralyd billeder for 3D biopsi placering optagelse, som vil blive brugt til at markere stedet for færdige biopsi og kan revideres på et senere tidspunkt for fremtidige revision.
- Brand biopsi nålen ved at trykke på knappen på biopsi pistol. Omhyggelig opmærksomhed på stribe af nålen på ultralyd.
- Slip fodkontakten for at stoppe nål optagelse og derefter fjerne biopsi pistolen fra guiden nålen.
- Hånd biopsi pistol til assistenten. Lad assistent åbne kappe og Indbetal biopsi core til sin egen mærket prøveeksemplar kop indeholder 10% buffered formalin.
11. nål segmentering
- Anmeld nål bane optagelse og observere den hvide stribe nålen skaber ved ultralyd. Sammenlign streak på registrerede ultralyd rammer til linjen rød nål auto-segmentering, der vises som en overlejring inden for pop-up-vinduet. Gemme nål auto-segmentering, hvis det er præcis for at permanent gemme lokaliseringsdata for denne biopsi kerne.
-
Hvis nålen auto-segmentering er unøjagtige, rette bane manuelt.
- Brug slå pilene til at rulle gennem nålen optagelse sekvens indtil nål Billedramme er fundet.
- Definere den nål tip og bane ved at markere punkter svarer til begyndelsen og slutningen af nålen streak. Klik på spidsen af streak at definere nål-spids og klik på bunden af streak at definere nål bane.
- Gem denne nål segmentering eller justere igen.
Bemærk: Besparelse permanent gemmer lokaliseringsdata for denne biopsi kerne og overlay det ind på 3D-modellen.
12. resterende væv udvinding
- Gentag afsnit 8−11 indtil væv er udvundet fra alle ønskede steder.
- Bestem antallet af kerner til at indhente fra hver mpMRI-anerkendt ROI. For at sikre, at hver ROI er godt stikprøven, overveje at få kerner med bestemte intervaller (fx hver 3 mm), eller fra både centrum og periferi.
13. indgå biopsi Session
- Låse stabilisator arm. Forsigtigt fjerne TRUS sonden fra patientens rektum. Anvende tryk med gaze puder i 5 min. for at lette hæmostase.
Representative Results
Mellem 2009 og 2015, 1.042 mænd undergik Mr / amerikanske fusion biopsi ved UCLA for enten forhøjet PSA, unormal digital rektal eksamen, eller en bekræftelse af lav risiko prostatakræft hos patienter overvejer aktiv overvågning. Fag undergik mpMRI af prostata med 3 Tesla magnet forud for biopsi. ROIs var klassificeret på en 1−5 Likert pointsystem baseret på mistanke om malignitet, der blev udviklet på UCLA inden fastsættelsen af PI-RADS. Svarende til PI-RADS, UCLA score er baseret på T2-vægtede imaging, DWI og DCE. Regioner, der er klassificeret som "1" havde normal T2-vægtede imaging, normal DCE og ADC på DWI af > 1,2 x 10-3 mm2/s, mens områder klassificeret som "5" havde en mørk knude med masse effekt på T2-vægtede imaging, dybt unormal DCE og ADC på DWI af < 0,6 x 10 -3 mm2/s.
Efter mpMRI, Mr billeder blev overført til fusion biopsi systemets konturer software i hvilke ROI tilretning blev udført, og derefter sendt til Mr / amerikanske fusion biopsi enhed. Dette system blev brugt til at få målrettet kerner fra ROIs (hvis tilstede). Alle patienterne undergik en 12-core systematisk biopsi ved hjælp af en skabelon, der er genereret af fusion systemet uanset om målrettede biopsi blev udført. Alle sextants blev udtaget under systematisk biopsi, herunder dem, der indeholdt ROIs. Det primære resultat var påvisning af klinisk signifikant prostatakræft, defineret som Gleason score ≥7. Påvisning af klinisk signifikant prostata cancer sammenlignet mellem de forskellige fusion biopsi strategier hos patienter med mindst 1 ROI på ≥ grade 3. De biopsi strategier i forhold var målrettet biopsi, systematisk biopsi og samtidige udførelsen af både målrettede og systematiske biopsi inden for den samme session, kendt som "kombination biopsi."
Figur 3 viser udførelsen af kombination biopsi i forhold til målrettede biopsi og systematisk biopsi. Blandt alle patienter havde 825 patienter mindst én ROI klassificeret som klasse 3 eller højere. For maksimal ROI grade, 435 patienter havde en grade 3 læsion, 301 havde en grade 4 læsion og 89 var en grade 5 læsion. Blandt de 825 patienter med en ROI ≥ grade 3 havde kombination biopsi den største opdagelse sats for klinisk signifikant kræft. Mens 289 tilfælde af klinisk signifikant sygdom blev opdaget via kombination biopsi, 229 patienter med klinisk signifikant sygdommen blev identificeret ved hjælp af målrettede biopsi alene og 199 blev identificeret med systematisk biopsi alene. Kombination biopsi identificerede også et større antal højrisiko (≥Gleason 8) prostatakræft tilfælde, med 89 højrisiko tilfælde diagnosticeret med kombination biopsi i forhold til 74 via målrettede biopsi alene (p < 0,001) og 51 med systematisk biopsi alene (p < 0,001) . Af denne gruppe, havde 15 patienter med høj risiko sygdom ellers været udiagnosticeret hvis kun målrettet biopsi blev udført.
Identifikation af klinisk signifikant prostatakræft var direkte relateret til ROI grade. 80% af mænd med en grade 5 ROI havde Gleason ≥7 sygdom sammenlignet med 24% for mænd med grade 3 ROI. Kombination biopsi overgik også både målrettede biopsi og systematisk biopsi for alle kvaliteter af ROI (figur 4).
Figur 1 : Transrectal ultralyd billede af prostata. Konventionelle transrectal ultralyd (TRUS) billede af prostata i tværgående retning. Orange prikker afgrænse sextant biopsi plan. Metoden TRUS er normalt blinde til tumor placering, da de fleste tumorer ikke er synlige på ultralyd. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : 3D rekonstruktion af prostata. 3D rekonstruktion af prostata (øverste panel) og Mr med synlige område af interesse (ROI) vist i tværgående, sagittal og koronale udsigt (nederste del). ROI er vist i grøn (øverste) og kontureret i grøn (lavere). Kerner positive for malignitet er vist med rødt. Andre kerner, vist med blåt er negative, at gøre denne patient en mulig kandidat til fokale terapi. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 : Diagnostisk ydeevne af systematisk biopsi, målrettet biopsi, og kombineret tilgang blandt patienter hvis mpMRI afsløret mindst en ROI på klasse ≥3 (n = 825). Antallet af patienter diagnosticeret med prostatakræft (CaP, y-aksen) versus biopsi strategi (x-akse) er vist. Kombinere målrettet og systematisk biopsier resulterede i afsløring af 60 klinisk signifikant kræftformer uopdaget af enten alene (lys grå, p < 0,001 versus systematisk og målrettet alene), og en yderligere 15 højrisiko tilfælde (sort, p < 0,001 versus systematisk og målrettet tilgang). Dette tal er tilpasset med tilladelse fra Filson et al.19. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 : Forholdet mellem ROI grade og tilstedeværelsen af kræft. Denne figur viser andelen af patienter med ≥ 1 ROI på Mr (n = 825) med en diagnose af klinisk signifikant CaP (n = 289, 35%) (y-aksen) stratificeret ved ROI grade (x-akse). Kombination biopsi (kontrolleret Sortstål) overgik systematisk biopsi (mørk diagonalt barer) og målrettet biopsi (lys skraverede søjler) på tværs af alle ROI kvaliteter (p < 0,001). Samlede, 80% af patienter med en grade 5 ROI havde klinisk signifikant CaP (versus 24% grade 3 ROI, oddsratio 9,05, 95% konfidensinterval 4.96-16.50). Dette tal er tilpasset med tilladelse fra Filson et al.19. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5 : Vækst af Mr / amerikanske fusion biopsier ved UCLA. Diagrammet viser nummeret på Mr / amerikanske fusion biopsier udføres årligt ved UCLA siden starten af programmet i 2009. På UCLA anvendes den nye teknologi for første gang biopsi, Gentag biopsi og seriefremstillede for mænd i aktiv overvågning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
| Artemis (Eigen, USA) |
Position-kodet leddene på robotarm | In/out og roterende bevægelse kun (fast mekaniske arm) | Transrectal | Robotarmen minimerer menneskelige fejl Undervisning, der kræves til at lære software og manuel manipulation af TRUS biopsi via mekaniske arm |
| BioJet (GeoScan medicinsk, USA) |
Position-kodet leddene på robotarm | In/out og roterende bevægelse kun | Transrectal eller transperineal | TRUS-sonde monteret til vinkel-sensing mekaniske arm, der eksporterer oplysninger om sonden holdning til arbejdsstation. |
| BiopSee (Pi medicinsk, Grækenland) |
Position-kodet leddene på robotarm | In/out og roterende bevægelse kun (fast mekaniske arm) | Transperineal | Biopsi setup svarende til brachyterapi; Diagnostic setup kan potentielt bruges til opsætning af behandling. TRUS sonde guides transperineal biopsier |
| Real-Time virtuelle Sonografi (Hitachi, Japan) | Elektromagnetisk feltgenerator Co registrering af Mr og amerikanske billeder | Frit bevægelige i hånden | Transrectal eller transperineal | Bruges primært i Japan; lidt studeret andetsteds |
| UroNav (Invivo, USA) |
Elektromagnetisk feltgenerator Co registrering af Mr og amerikanske billeder | Frit bevægelige i hånden | Transrectal | Første office-baserede fusion platform på markedet Velkendte freehand TRUS tilgang |
| Urostation (Koelis, Frankrig) | Software image-baseret sporing (3D amerikanske volumen gravitoner smeltet til 3D hr. billede i realtid) |
Frit bevægelige i hånden | Transrectal | Mest almindelige platform i Europa Udelukkende afhængig af 3D TRUS billede tracking uden nogen beam-tracking ekstern hardware. |
Tabel 1: Mr / amerikanske fusion enheder almindeligvis anvendes i USA og internationalt. Denne tabel er tilpasset med tilladelse fra Elkhoury et al.17.
Discussion
Anvendelse af Mr / amerikanske fusion til at guide prostata biopsi lover store fordele frem for traditionelle TRUS vejledning i diagnose og overvågning af prostatakræft. TRUS biopsi er unik blandt image-vejledt biopsier, idet væv ikke er fremstillet af specifikke læsioner, da fleste af prostata tumorer er usynlig på ultralyd18. MpMRI har aktiveret Urologer og radiologer at visualisere og risiko-stratificere prostata læsioner, hjælpe til triage patienter mod eller væk fra biopsi. Mr / amerikanske fusion biopsi teknologi letter prøveudtagning af Mr-synlige læsioner med stor nøjagtighed og reproducerbarhed, og dermed forbedrer påvisning af klinisk signifikant kræft sammenlignet med konventionelle TRUS biopsi.
Den største værdi af Mr / amerikanske fusionsteknologi ligger inden for dens evne til at projicere netop Mr-påvist ROIs på TRUS billeder for målretning. Den nøjagtige overlejring af Mr og TRUS billederne er derfor afgørende. Flere kritiske trin udføres under Mr / amerikanske fusion biopsi – enten automatisk eller med kliniker input — øge nøjagtigheden af hver biopsi. Først og fremmest er bevægelseskompensation, indledt af klinikeren. Patientens bevægelighed, selv om mindre, er uundgåelig i løbet af en unsedated biopsi og kan flytte overlejring af MRI data på TRUS billeder. Resultatet er en "målrettet biopsi", der misser sit mål. Bevægelseskompensation bringer både Mr og TRUS billeder tilbage i registrering med hinanden. Det er bydende nødvendigt at gennemføre bevægelseskompensation under Mr / amerikanske fusion biopsi for at bekræfte fravær af bevægelse og ofte vurdere, om MRI og TRUS billeder forbliver præcist overlejret.
Kompensation for andre typer af prostata forvrængning er også udført under Mr / amerikanske fusion biopsi. Stive registrering, også udføres af klinikeren, korrigerer for prostata orientering forskelle baseret på patientens positionering. Disse forskelle opstår fordi mpMRI er erhvervet mens patienten i liggende stilling, mens 3D ultralyd er erhvervet, mens patienten er i den laterale decubitus holdning. Når stive registrering er fuldført, foretages elastisk registrering automatisk af softwaresystem. Elastisk registrering kompenserer for komprimering af prostata fra TRUS sonden. Disse avancerede software-medieret funktioner af Mr / amerikanske fusion aktiverer nøjagtig prøveudtagning af ROIs, hvilket vil øge kræft opdagelse.
Under målrettet biopsi, skal sørges for at sikre korrekt prøvetagning af en ROI. Biopsi af ROIs med den højeste grad af mistanke (som defineret af PI-RADs v2) skal udføres først, efterfulgt af ROIs med lavere mistanke, og endelig den systematiske sextant biopsi. Denne henstilling er baseret på tanken om, at sporing og billedkvaliteten kan falde med hver biopsi kirtel bevægelse, prostata ødem eller hæmatom udvikling. Præcist målrettede biopsi er afhængige af minimal anatomiske uoverensstemmelse mellem prostata mpMRI og TRUS.
Når prøveudtagning ROIs, bør læger overholde en biopsi strategi, der maksimerer prøveudtagning af mistænkelige væv samtidig minimere biopsi tid og patienternes ubehag. En sådan strategi indebærer, at opnå alle kerner fra midten af ROI. Denne metode giver teoretisk mulighed for væv i en ROI kan udtages, selv om registrering af Mr og TRUS er lidt skæv. En anden strategi er at prøve i midten af ROI regioner i periferien, som kan havnen en anden klasse af kræft. Større ROIs kan kræve et større antal kerner til at sikre passende stikprøver. På UCLA er den generelle retningslinje at opnå 1 kerne af væv hver 3 mm på den længste akse. Alle biopsier rettet mod en ROI anses for at være målrettet biopsier.
I de seneste år, er der sket en indsats for at ændre prostatakræft screening-metoder for at reducere overdiagnosis og overbehandling. Betydningen af diagnostiske modaliteter, der bærer et stort udbytte for klinisk signifikant sygdom er steget. På grund af nøjagtigheden af Mr-amerikanske fusion biopsi vejledning, har klinikere søgt større gennemførelse af denne teknologi11,15,16. På UCLA, har mere end 3.500 fusion biopsier været udført siden programmets start i 2009, en oplevelse blandt landets største (figur 5). Der har været fortsat vækst af programmet som værdien af Mr / amerikanske fusion er i stigende grad anerkendt og nye anvendelser er udviklet. Denne teknologi evne til at omstrukturere foci af kræft førte til oprettelsen af en aktiv overvågningsprogram baseret udelukkende på Mr / amerikanske fusion biopsi. Siden 2009 har været tilmeldt mere end 750 mænd med lav risiko prostatakræft. Hver patient gennemgår Mr / amerikanske fusion biopsi hvert 1−2 år du omstrukturere både de oprindelige foci af kræft og systematisk, andre dele af prostata. Patienter med ingen patologiske progression er stadig aktiv overvågning og undgå radikal behandling (og de mulige negative virkninger af sådanne behandlinger). Diagnose og overvågning af patienter med Mr / amerikanske fusionsteknologi fører til forbedret detektion satserne for disse patienter har behov for behandling.
Under indledende biopsi ved hjælp af Mr / amerikanske fusion, systematisk prøveudtagning er opnået sammen med målrettet prøveudtagning af synlige læsioner. I denne kombination biopsi, udføres både biopsi metoder ved hjælp af Mr / amerikanske fusion system. Stedet for hver biopsi core registreres, både inden for og uden for Mr-synlige læsioner. Kombination biopsi via Mr / amerikanske fusion system giver mulighed for påvisning af flere klinisk signifikant prostatakræft end enten metode alene19. Hvorfor nogle læsioner er uopdaget af Mr er fortsat uklart. Nogle morfologier af prostatakræft, som sorten aggressive cribiform er ikke let kan skelnes fra de omkringliggende normale væv på Mr20. Uopdaget kræft foci senere opdaget på hele mount patologi er ofte små, og læsioner mindre end 0,5 cc er ofte usynlige på Mr21. Selvom små i volumen kan disse læsioner har relativt store arealer, hvilket gør dem mere tilbøjelige til at blive opdaget via systematisk biopsi end målrettede biopsi. Systematisk biopsi via Mr / amerikanske fusion enhed kan også være mere fordelagtigt end konventionelle TRUS systematisk biopsi, da softwaren er i stand til at foreslå biopsi placeringer, der hjælper til at sikre en selv prøvetagning af hele prostata. Dette giver mulighed for kortlægning af anatomiske steder traditionelt vanskelige at biopsi, som den forreste prostata, og tillader dem at indgå som en del af systematiske biopsi.
Ud over at lette diagnosticeringen, Mr / amerikanske fusionsteknologi har potentiale til brug i behandling af prostatakræft. Ved hjælp af fusion systemer, læsioner af kræft er kortlægges nøjagtigt og kan derefter være målrettet specielt til behandling. Kendt som "focal terapier", bruges disse typer af selektiv behandling aktuelt at behandle lav og mellemliggende risiko sygdom som alternativer til radikal terapi. For nylig, en fase jeg klinisk forsøg på fokale laser ablation af prostatakræft blev udført ved hjælp af Mr / amerikanske fusionsteknologi til at lette præcis målretning af hver mellemliggende-risiko tumor22. Efter behandling, patienter blev overvåget med mpMRI og havde gentagne Mr / amerikanske fusion målrettet biopsi af behandlede læsioner til at evaluere for vedvarende kræft. Evaluere succesen med fokale terapier skulle udfordrende uden evne til præcist resample bestemte steder, som aktiveres med software sporing.
Mr / amerikanske fusion biopsi også har ulemper. Først og fremmest forviser omkostningerne til at gennemføre dette system i øjeblikket det primært til akademiske centre og store gruppe praksis. En MR-scanning / amerikanske fusion enhed kan koste opad $150.000 til køber. Udgifter er imidlertid ikke begrænset til den faktiske enhed. For fuldt ud at udnytte teknologien, skal patienterne have adgang til både multiparametric prostata Mr og specielt uddannet uro-radiologer. Community-baseret praksis — hvor fleste patienter i USA behandles — vil sandsynligvis være ude af stand til at gennemføre fusionsteknologi aktuelle omkostninger. En anden impedans for vedtagelsen af denne teknologi er den tid, der kræves til at udføre en fusion målrettet biopsi. Med hjælp fra en uddannet assistent kræver hver biopsi ca 15 minutter, ikke herunder tid til at uploade og anmeld MRI data. To til tre konventionelle TRUS biopsier kan være afsluttet i den samme periode, som kan tjene som et økonomisk incitament for nogle Urologer. I undersøgelser til dato menes den nye teknologi at være omkostningseffektive på grund af den øgede effektivitet af kræftdiagnose.
Mænd diagnosticeret med prostatakræft fortsætter med at være overtreated. Mr / amerikanske fusion biopsi teknologi har potentiale til at dramatisk ændre profilen af mænd diagnosticeret med denne sygdom. Med mindre påvisning af ubetydelig sygdom og et større udbytte af klinisk signifikant tumorer, kan vi hurtigt diagnosticere primært dem, der ville drage fordel af overvågning og behandling.
Disclosures
Dr. Marks er medstifter af Avenda sundhed, Inc.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne anerkende Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) for hans teknisk support med dette projekt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Artemis Fusion Biopsy Machine | Eigen | ||
| Disposable biopsy gun | Bard | MC 1825 | Disposable Core Bx Instrument (penetration depth 22 mm, length of sample notch 1.8 cm, guage & needle length 18 G 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 (10 mg/mL) | ||
| Lidocaine needle | Remington Medical | Ref CNM-2210(1) | Chiba Needle Marked; 22 G (0.7 mm) x 25.4 cm |
| Needle Guide | Civco | Sterile Endocavity Needle Guide (with 2.6 cm x 30 cm and 3.5 cm x 20 cm latex covers) | |
| Reuseable biopsy gun | Bard | MN 1825 | Magnum 18 G x 25 cm Needle |
| Ultrasound machine | Hitachi Aloka Noblus | C41V probe (End-Fire Transducer) | |
| Water Soluble Lubricant | McKesson |
References
- Key Statistics for Prostate Cancer. , www.Cancer.org (2018).
- Shiv, B. Y., et al.
- 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).
- 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).
- 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).
- Hricak, H., et al. Anatomy and pathology of the male pelvis by magnetic resonance imaging. American Journal of Roentgenology. 141 (6), 1101-1110 (1983).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Barentsz, J. O., et al. ESUR prostate MR guidelines 2012. European Radiology. 22 (4), 746-757 (2012).
- Natarajan, S., et al. Clinical application of a 3D ultrasound-guided prostate biopsy system. Urologic Oncology. 29 (3), 334-342 (2011).
- Marks, L., Young, S., Natarajan, S. MRI-ultrasound fusion for guidance of targeted prostate biopsy. Current Opinion in Urology. 23 (1), 43-50 (2013).
- 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).
- Kasivisvanathan, V., et al. MRI-Targeted or Standard Biopsy for Prostate-Cancer Diagnosis (PRECISION study). New England Journal of Medicine. 378, 1767-1777 (2018).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
