Summary
Presenteras häri är ett protokoll för att utföra riktad biopsi av prostata med hjälp av en MRI-ultraljud fusion system.
Abstract
Här presenterar vi ett protokoll för att utföra riktade prostata biopsi med hjälp av en magnetkamera-ultraljud (MRI / U.S.) fusion system. Prostatacancer diagnostiserats traditionellt via transrectal ultraljud (TRUS) biopsi. Även anses vara den gyllene standarden, pålitligt förmår visualisera mest prostata cancer skador och kräver därför provtagning av hela prostatan. Denna biopsi metod ofta undergrades prostatacancer och misslyckas med att identifiera upp till 35% av cancerfallen på första biopsi. Prostata MRI har visat sig ha utmärkt känslighet för detektion av HPV-relaterade cellförändringar, och framsteg i MRI teknik under det senaste decenniet har lett till utvecklingen av riktad biopsi. I riktad biopsi, en programvara plattform överlägg MRI data på levande TRUS bilder till skapa en smält MRT / US tredimensionell modell av prostata. Regioner misstänkta för malignitet på MRI är formad av en radiolog, överförs till att systemet och sedan visas inom levande MRI / U.S. smält modell. Urolog kan då direkt biopsi dessa mål. Jämfört med konventionella TRUS biopsi, MRI / US fusion-teknik har visat sig förbättra detektion av kliniskt signifikant cancer samtidigt minska obetydlig cancer upptäckt. Denna teknik har därför potential att diagnostisera prostatacancer främst hos män som skulle dra nytta av behandling.
Introduction
Prostatacancer är den näst vanligaste cancerformen i amerikanska män, med nästan 165.000 fall diagnostiseras i 20181. Majoriteten av dessa fall via transrectal ultraljud (TRUS)-vägledd biopsi, en metod som utvecklades först på 1960-talet innan få utbredd acceptans i 1980-talet2. I TRUS biopsi utför läkaren vanligtvis en sextant biopsi, systematiskt provtagning base, mitten, och spetsen av varje hemigland3. Trots övervägs länge guldmyntfoten för diagnos, har pålitligt biopsi flera brister. Eftersom ultraljud brukar misslyckas att visualisera cancer utförs en pålitligt biopsi av systematiskt provtagning alla delar av prostata, snarare än syftar till individuella mål (figur 1). Således, pålitligt biopsi är ”blind” och under-gradering sker i så många som 46% av patienterna, och upp till 35% av cancerfallen är oupptäckt på första TRUS biopsi4,5.
Prostata magnetisk resonanstomografi (MRT), rapporterade redan 1983, har revolutionerat prostatacancerdiagnos under senaste decenniet6. Multiparametric MRI (mpMRI) kombinerar T1 och T2 kontrast imaging med diffusion vägt imaging (DWI) och dynamisk kontrastförbättring (DCE) för att skapa både en anatomisk och funktionell bedömning av körteln7. Denna kombinerade multiparametric bildgivande modalitet underlättar tumör visualisering och har visat sig ha överlägsen förmåga att upptäcka prostatacancer. Jämfört med pålitligt biopsi som har en känslighet på cirka 60%, har mpMRI påvisats ha känsligheten så hög som 96% att upptäcka lesioner som är senare bekräftade för att hysa prostatacancer8,9,10 ,11. För att öka standardiseringen av mpMRI tolkning, utvecklade det europeiska samhället of Urogenital Radiology prostata Imaging-rapportering och Data System (PI-RADS) för regioner av intresse (ROI) som är misstänkta för prostatacancer12. ROIs graderas på en femgradig Likert-skala, där en poäng 1 har mycket låg risk för malignitet och en poäng av 5 anses en högrisk lesion. ROIs klassificeras som klass 3 eller ovan bedrivs ofta under prostata biopsi.
Framsteg inom MRI teknik har lett till utvecklingen av riktade prostata biopsi, som underlättas av MRI-ultraljud (MRI / U.S.) fusion. I denna stödform, en programvara plattform överlägg mpMRI data på live transrectal ultraljudsbilder och skapar en smält tredimensionell (3D) modell, gör det möjligt för operatören att visualisera en MRI-upptäckt ROI i realtid på en bildskärm. När både de MRI och amerikanska registreras, överförs ROIs sett på MRI bilden till ultraljudsbilden. Dessa ROIs kan sedan vara individuellt riktad, känd som den ”riktad biopsi”. Banan för varje nål och biopsi core plats spåras med en hög grad av noggrannhet och registrerade inom programvaran systemet (figur 2). Detta tillåter klinikern att sampla ett mål inom 3 mm någon uppföljande biopsi session13,14. Biopsi spårning är särskilt användbart i aktiv övervakningsprogram däri foci av låg risk cancer kan övervakas på ett tillförlitligt sätt för patologisk progression över tiden.
Under det senaste decenniet har flera MRI / US fusion enheter har utvecklats för kommersiellt bruk, och flera studier har undersökt effekten av denna biopsi metod. Två stora prospektiva studier nyligen visat värdet av MRI / US fusion-teknik för diagnos av prostatacancer15,16. I båda studierna, vägledning av MRI / US fusion var jämfört med standard sextanten TRUS biopsi hos män med MRI-synliga lesioner. När Mr / US fusion användes, riktad biopsi upptäcks fler fall av kliniskt signifikant prostatacancer än pålitligt biopsi ensam och i en av studierna upptäcktes den nya metoden färre fall av obetydlig prostatacancer15. Med minskad upptäckt av kliniskt oväsentliga cancer, kan guidade biopsi bespara många patienter de känslomässigt lidande av en cancerdiagnos samt den sjuklighet som är associerad med ytterligare prostata biopsier. Patienter som härbärgerat mellanliggande eller högrisk prostatacancer sannolikt kommer att diagnostiseras via guidade biopsi och kan då hänskjutas för behandling.
UCLA lanserade dess MRI-US fusion biopsi programmet i början av 2009 med lanseringen av den första Food and Drug Administration FDA-godkända fusion biopsi plattform. Flera plattformar har nu utvecklats och finns internationellt. Varje använder egenutvecklade programvara och maskinvara för att sammanfoga MRI och oss data i realtid för att aktivera riktad biopsi. Tabell 1 visar data för flera av de vanligaste fusion system17. UCLA upplevelsen är primärt med Artemis och UroNav system, via vilken majoriteten av fusion biopsier i USA utförs för närvarande.
Utförs i kliniken under lokalbedövning, vinner denna nya biopsi metod snabbt antagandet för diagnos och övervakning av prostatacancer. Häri vi tillhandahålla ett tekniskt protokoll för att utföra riktade prostata biopsi via MRI / US fusion.
Protocol
När den används i en forskningskapacitet, följer protokollet nedan riktlinjer fastställda av etikkommittén UCLA mänsklig forskning.
Obs: Metoderna som beskrivs här är de som används vid UCLA för att utföra riktad biopsi av prostata med hjälp av Artemis-systemet. Alla patienter som genomgår fusion biopsi har haft mpMRI av prostata, som har tolkats av en erfaren uro-radiolog som har läst över 3.500 prostata MRI. Lesioner som är synliga på mpMRI har klassificerats som PI-RADS 1-5, med PI-RADS 3-5 lesioner valts för riktad biopsi. Före ingreppet överförs MRI-bilder till programvara för prostata och målet konturering av Röntgenläkaren. Alla patienter som genomgår riktad biopsi också genomgå systematisk biopsi, guidade av en mall som genereras av programvaran fusion enhet. Om inga diskreta mål ses på MRI, utförs endast programvara-guidad systematisk biopsi. Patienter med misstänkt eller tidigare diagnostiserad prostatacancer anses bidragsberättigande för Mr / US fusion biopsi. Patienter med blödning diates eller oförmåga att tolerera biopsi utan sedering anses icke stödberättigande.
1. maskinen initiering och biopsi Plan urval
- Slå på arbetsstation och arbetsstation vagnen.
- Ange nya patientinformationen eller Välj en patient om patienten redan har registrerats inom programvaran systemet. Importera MRI data som har överförts via enheten contouring programvara.
- Välj typ av biopsi (t.ex. MRI-pålitligt fusion biopsi, återbesök biopsi eller systematisk biopsi). Välj alla tre typer av biopsi plan för biopsi av nya mål, omsampling av tidigare platser, och resultatet av en systematisk sextanten biopsi. Fusion uppmanas läkare att välja antingen 6 eller 12 biopsi platser som föreslås om att välja systematisk biopsi (dvs. antingen 1 eller 2 kärnor från varje anatomiska sextanten).
Obs: I UCLA praktiken genomgå alla patienter som genomgår riktad biopsi också samtidiga systematiska biopsi. Tolv systematisk biopsi kärnor i stället för sex tas normalt skull grundlighet.
2. patientförberedelse
- Förskriva ett lavemang och direkt patienten att använda den på morgonen av biopsi för rektal vault rengöring.
- Administrera antibiotika en timme före starten av förfarandet. Administrera antingen fluorokinoloner, första, andra eller tredje generationens cefalosporiner eller aminoglykosider som rekommenderas av den amerikanska styrelsen för urologi.
Obs: Det är viktigt att granska den lokala antibiogram när du väljer antibiotika användas. Vid UCLA administreras 1 g ertapenem intramuskulärt en timme före ingreppet. Detta beslut har gjorts utifrån den UCLA antibiogram. Det har inga efter biopsi septisk episoder för senast 1.500 MRI-US fusion biopsier utförs. - Placera patienten i vänster laterala decubitus position. Placera patientens tillbaka nästan parallell med kanten av sängen, med patientens ben drog in mot bröstet för att ge maximala rörelseomfång för biopsi enhetens tracker arm. Se till att patientens skinkorna är placerad något utanför kanten av sängen.
- Förbereda patienten anus. Blöt en svamp pinne i rekommenderad antiseptisk lösning och svabba av mellangården och anus, start från anus och går mot anus.
- Utföra en digital rektal undersökning. Infoga en behandskade och smorda pekfinger in i ändtarmen och direkt anteriorly för att palpera prostatan.
Obs: Om en knöl eller induration är palperas, biopsi av abnormitet bör utföras.
3. TRUS sond förberedelse
- Fäst nålen guide till TRUS sonden.
- Tillämpa ultraljud jelly direkt till en ren TRUS sond.
Obs: Vid UCLA desinficeras alla TRUS sonder via ett automatiserat system som använder förångas Väteperoxidlösning. - Passa en kondom locket på TRUS sonden direkt över ultraljud gelé och säkra den på plats med ett gummiband.
4. administrera Periprostatic nervblockad
- Sätt försiktigt smorda slutet-fire TRUS sonden i patientens ändtarm. Avancera sonden tills en tvådimensionell (2D) tvärgående vy av prostata syns tydligt på skärmen och justera sonden tills ungefärlig mittpunkt prostatan är synlig.
- Få en uppskattad prostata volym genom att mäta prostata höjd, bredd och längd. Beräkna Prostataspecifikt antigen (PSA) densitet om så önskas genom PSA värdet divideras med prostatastorlek.
- Slå på den på skärmen biopsi vägleder för att visualisera nål bana.
- Rotera och avancera sonden tills korsningen mellan prostata och seminal vesikel visualiseras, som representerar det område där den prostatahyperplasi neurovaskulära bunten in i körteln.
- Infoga en 22 G spinal nål genom nålen guide kanal på TRUS sonden. Förväg nålen i korsningen mellan prostata och seminal vesikel.
- Infiltrera detta utrymme med 10 cc 1% lidokain, skapa ett ultraljud strimmigt.
Obs: Rätt infiltration kommer att orsaka en separation i sädesblåsor och prostata från den rektala väggen. - Justera TRUS sonden för att administrera periprostatic nerv block på den kontralaterala sidan. Vänta 1 min för adekvat anestesi uppnås.
5. docka spårning armen
- Justera TRUS sonden så att prostatans största diameter är synlig i tvärgående riktning.
- Ställning arbetsstation vagnen bredvid patienten för att visualisera arbetsstation skärmarna medan du också observerar patienten.
- Säkerställa att spårning armen är i positionen ”park”. Plats två spårning armar ungefär 90° från varandra.
- Låsa upp tracker armen och placera den direkt under sonden pålitligt håll sonden pålitligt inom patientens ändtarm.
- Lyft tracker armen att placera sonden pålitligt i vaggan av spårning armen och säkra spännet. TRUS sonden är nu säkert.
- Försäkra dig om den stabiliserande arm.
6. tredimensionell bild förvärv
- Rotera långsamt TRUS sonden medsols längs dess längdaxel för cirka 200°.
Obs: Ultraljud systemet kommer att förvärva 2D-bilder och rekonstruera dem för att skapa en 3D ultraljud modell som lagras inom mjukvaruplattform. - Beskriva prostatan genom att placera 6−8 grön digital markörer längs gränsen i båda transversella och sagittala bilder visas på skärmen arbetsstation. En 3D rekonstruktion av prostatan sedan skapas av programvaran och visas.
- Recension 3D ultraljud modell av prostata för att prostatan är synlig i alla segment.
- Förfina de föreslagna gränserna för prostatan på 3D ultraljud rekonstruktionen genom att klicka på rätt prostata gränsen på gråskalebilden. Endast utföra förfining om det finns en diskrepans mellan den gröna konturen och den verkliga gränsen av prostatan.
7. MRI registrering
- Utföra styv registrering i saggital orientering MRI, som kommer att presenteras på skärmen. Välj två sevärdheter på herr bilden (t.ex.: superior-mest och sämre-de flesta av prostata längs ändtarmen väggen) och placera en digital markör på varje. Placera två digitala markörer på motsvarande landmärken på visas ultraljudsbilden.
- Utföra styv registrering i tvärgående riktning. Igen, välj två sevärdheter på MRI bilden (t.ex. främre-mest peka och posterior-mest peka av prostata) och placera en digital markör på varje. Placera två digitala markörer på motsvarande landmärken på visas ultraljudsbilden.
Obs: Elastisk registrering utförs automatiskt när du har valt knappen ”Nästa” på skärmen.
8. Målfångnings
Obs: Konturformad mål från den mpMRI samt digitala markörer som betecknar en mall för systematisk biopsi läggs nu på 3D prostata modellen skapad under förvärv steg.
- Välj den första ROI vara biopsier.
- Tryck ner kopplingspedalen nära tracker arm handtaget för att lossa tracker armen bromssystem. Flytta försiktigt tracker armen mot det önskade målet. När den gula digital markören är på önskad plats över målet — nu rödmarkerade — släpp kopplingen för att återuppta bromsarna på tracker armen. Tracker armen är nu säkert i rymden.
- Frikoppla rotation bromsen genom att trycka spaken bara vänster av tracker arm handtaget framåt. Rotera försiktigt tracker armen för att justera gul digital markören tills det är ingraverad på det önskade målet. Dra i spaken för att återuppta de roterande bromsarna.
9. rörelsekompensation
- Före varje biopsi, bedöma huruvida de levande ultraljudsbilder förbli registrerade inom ultraljud återuppbyggnaden. Om gränsen i prostatan på levande ultraljud ingår i serien av gröna digitala markörer, gå till avsnitt 10. Om de gröna digitala markörerna inte längre korrekt avgränsa gränsa av prostata, utföra rörelsekompensation.
- Välj alternativet rörelse ersättning på bildskärmen.
- Välj tre landmärken på 3D prostata återuppbyggnaden och placera en digital markör på varje. Placera digital markörer på motsvarande landmärken på vyn live ultraljud av prostata för att få 3D-modellen tillbaka till registrering med levande Ultraljudet.
10. prostata biopsi och nål inspelning
- Placera 18 G biopsi pistolen i guiden nål monterad på TRUS sonden.
- Medan du observerar bildskärmen, förväg biopsin nålen mot den röda bowtie-formade visuellt hjälpmedel som visas över levande ultraljudsbilden. Förväg nålspetsen att överlappa mitten av bowtie-formad markör.
- Tryck ner fotpedalen pedalen för att påbörja inspelningen bildsekvensen 2D ultraljud för 3D biopsi platsen inspelning, som används för att markera platsen för slutförda biopsi och kan ses vid ett senare tillfälle för framtida översyn.
- Brand biopsin nålen genom att trycka på knappen på biopsi pistolen. Ägna stor uppmärksamhet åt strimma av nålen på ultraljudet.
- Släppa fotpedalen för att stoppa nål inspelning och ta sedan bort biopsi pistolen från nålen guide.
- Hand biopsi pistolen till assistenten. Låt assistenten öppna slida och insättning biopsi kärnan i dess egna märkta preparatet kopp som innehåller 10% buffrad formalin.
11. nålen segmentering
- Granska nål bana inspelningen och observera den vita strimma nålen skapar när de ses med ultraljud. Jämför strimma på inspelade ultraljud bildrutorna till raden röd nål automatisk segmentering som visas som en överlagring i popup-fönstret. Spara den nål automatisk segmenteringen om det är korrekt för att permanent lagra platsdata för denna biopsi kärna.
-
Om nålen automatisk segmentering är felaktig, korrigera banan manuellt.
- Använd växla pilarna för att bläddra igenom nålen inspelning sekvens tills nålen bildramen hittas.
- Definiera nålspetsen och bana genom att markera de punkter som motsvarar början och slutet av den nål streak. Klicka på spetsen av den strimma att definiera nålspetsen och klicka på botten av den strimma att definiera nål banan.
- Spara denna nål segmentering eller justera igen.
Obs: Spara kommer att permanent lagra platsdata för denna biopsi kärna och overlay det på 3D-modellen.
12. kvarvarande vävnad utvinning
- Upprepa sektioner 8−11 tills vävnaden är ur alla önskade platser.
- Bestämma antalet kärnor att få från varje mpMRI erkända ROI. För att säkerställa att varje ROI är väl stickprovet, överväga att skaffa kärnor med jämna mellanrum (t.ex. var 3 mm) eller från både centrum och periferi.
13. avsluta sessionen biopsi
- Låsa upp stabilisator armen. Ta försiktigt bort TRUS sonden från patientens ändtarm. Applicera tryck med Flor Madrassera för 5 min för att underlätta hemostas.
Representative Results
Mellan 2009 och 2015, 1 042 män genomgick MRT / US fusion biopsi vid UCLA antingen förhöjt PSA, onormal digital rektal tentamen, eller bekräftelse av lågrisk prostatacancer hos patienter med tanke på aktiv övervakning. Patienter genomgick mpMRI av prostata med 3 Tesla magnet före biopsi. ROIs var graderas på en 1−5 Likert poängsystem baserat på misstanke om malignitet som utvecklades vid UCLA före upprättandet av PI-RADS. Liknar PI-RADS, UCLA poängen baseras på T2-viktade imaging, DWI och DCE. Regioner som graderas som ”1” hade normal T2-viktade bilder, normala DCE och ADC på DWI av > 1,2 x 10-3 mm2/s, medan regioner som graderas som ”5” hade en mörk knöl med massa effekt på T2-viktade imaging, djupt onormal DCE och ADC på DWI av < 0.6 x 10 -3 mm2/s.
Efter mpMRI, MRI bilderna överfördes till fusion biopsi systemets contouring programvara i vilken ROI contouring utfördes, och sedan skickas till MRI / US fusion biopsi-instrument. Detta system användes för att få riktade kärnor från ROIs (i förekommande fall). Alla patienter genomgick en 12-core systematisk biopsi med en mall som genereras av fusion systemet oavsett om riktad biopsi utfördes. Alla sextanter var urvalet under systematisk biopsi, inklusive de som innehöll ROIs. Det primära effektmåttet var upptäckten av kliniskt signifikanta prostatacancer, definierat som Gleason poäng ≥7. Påvisande av kliniskt signifikanta prostatacancer jämfördes mellan de olika fusion biopsi strategierna hos patienter med minst 1 ROI på ≥ grad 3. De biopsi strategier jämfört var riktad biopsi, systematisk biopsi och samtidiga prestanda för både riktade och systematisk biopsi inom samma session, känd som ”kombination biopsi”.
Figur 3 visar utförandet av kombinationen biopsi jämfört med riktad biopsi och systematisk biopsi. Bland alla patienter hade 825 patienterna minst en ROI klassificeras som grad 3 eller högre. För maximal ROI grade, 435 patienter hade en grad 3 lesion, 301 hade en grad 4 lesion och 89 hade en grad 5 lesion. Bland de 825 patienterna med en ROI ≥ grad 3 hade kombination biopsi den största upptäckt hastigheten för kliniskt signifikant cancer. Medan 289 fall av kliniskt signifikant sjukdom upptäcktes via kombination biopsi, 229 patienter med kliniskt signifikant sjukdomen identifierades med hjälp av riktad biopsi ensam och 199 identifierades med systematisk biopsi ensam. Kombination biopsi också identifierat ett större antal högrisk (≥Gleason 8) prostatacancer fall, med 89 högrisk fall diagnosen kombination biopsi jämfört med 74 via riktad biopsi ensam (p < 0,001) och 51 med systematisk biopsi ensam (p < 0,001) . För denna grupp har 15 patienter med högrisk sjukdom annars varit odiagnostiserad om endast riktad biopsi utfördes.
Identifiering av kliniskt signifikanta prostatacancer var direkt relaterad till ROI grade. 80% av män med betyget 5 ROI hade Gleason ≥7 sjukdom jämfört med 24% för män med klass 3 ROI. Kombination biopsi överträffade också både riktad biopsi och systematisk biopsi för alla kvaliteter av ROI (figur 4).
Figur 1 : Transrectal ultraljud bild av prostatan. Konventionella transrectal (TRUS) ultraljudsbilden av prostata i tvärgående riktning. Orange prickar avgränsa sextanten biopsi plan. TRUS metoden är oftast blinda till tumör plats eftersom de flesta tumörer inte är synliga på ultraljud. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : 3D rekonstruktion av prostatan. 3D rekonstruktion av prostata (övre panelen) och MRI med synlig region av intresse (ROI) visas i tvärgående, sagittal och koronalt visningar (lägre paneler). ROI är visas i grönt (övre) och Konturskurna i grönt (nedre). Kärnor som är positiva för malignitet visas i rött. Andra kärnor som visas i blått är negativa, att göra denna patient en möjlig kandidat för fokal behandling. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Diagnostiska prestanda av systematisk biopsi, riktad biopsi, och kombinerat tillvägagångssätt bland patienter vars mpMRI avslöjade minst en ROI av grad ≥3 (n = 825). Antalet patienter som diagnostiserats med prostatacancer (CaP; y-axeln) kontra strategin biopsi (x-axeln) visas. Att kombinera riktade och systematiska biopsier resulterade i upptäckten av 60 kliniskt signifikant cancer oupptäckt av antingen ensam (ljusgrå, p < 0,001 kontra systematiskt och målinriktat ensam), och en ytterligare 15 högrisk fall (svart, p < 0,001 kontra systematiskt och målinriktat tillvägagångssätt). Denna siffra är anpassad med tillstånd från Filson et al.19. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 : Förhållande mellan ROI grade och förekomsten av cancer. Denna figur visar andelen patienter med ≥1 ROI på MRI (n = 825) med en diagnos av kliniskt signifikanta CaP (n = 289, 35%) (y-axeln) stratifierat efter ROI grade (x-axeln). Kombination biopsi (svart rutig barer) överträffade systematisk biopsi (mörka diagonal staplar) och riktad biopsi (ljus skuggade staplar) över alla ROI kvaliteter (p < 0,001). Totalt 80% av patienterna med betyget 5 ROI hade kliniskt signifikant CaP (kontra 24% grad 3 ROI, oddskvot 9.05, 95% konfidensintervall 4,96 – 16,50). Denna siffra är anpassad med tillstånd från Filson et al.19. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5 : Tillväxt av MRT / US fusion biopsier vid UCLA. Diagram visar antalet MRI / US fusion biopsier utförs årligen vid UCLA sedan starten av programmet 2009. Vid UCLA används den nya tekniken för första gången biopsi, upprepa biopsi och seriellt för män i aktiv övervakning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Artemis (Eigen, USA) |
Position-kodade lederna på robotarmen | I/ut och roterande rörelse endast (fast till mekanisk arm) | Transrectal | Robotarm minimerar mänskliga fel Utbildning krävs att lära programvara och manuell manipulation av pålitligt biopsi via mekanisk arm |
| BioJet (GeoScan Medical, USA) |
Position-kodade lederna på robotarmen | I/ut och roterande rörelse endast | Transrectal eller transperineal | TRUS-sonden monterad på vinkel-sensing mekanisk arm som exporterar information om sonden ställning till arbetsstationen. |
| BiopSee (Pi Medical, Grekland) |
Position-kodade lederna på robotarmen | I/ut och roterande rörelse endast (fast till mekanisk arm) | Transperineal | Biopsi setup liknar brachyterapi; Diagnostiska inställning kan potentiellt användas för behandling setup. TRUS sonden guider transperineal biopsier |
| Realtid virtuella Sonography (Hitachi, Japan) | Elektromagnetiska fält Generator för samtidig registrering av MRI och amerikanska bilder | Fritt rörliga för hand | Transrectal eller transperineal | Används främst i Japan. lite studerade någon annanstans |
| UroNav (Invivo, USA) |
Elektromagnetiska fält Generator för samtidig registrering av MRI och amerikanska bilder | Fritt rörliga för hand | Transrectal | Första office-baserade fusion-plattformen på marknaden Bekant freehand TRUS strategi |
| Urostation (Koelis, Frankrike) | Programvaran image-baserad spårning (3D US-volym elastiskt smält till 3D herr bild i realtid) |
Fritt rörliga för hand | Transrectal | Mest gemensam plattform i Europa Förlitar sig enbart på 3D TRUS bild spårning utan någon balk-tracking extern hårdvara. |
Tabell 1: MRI / US fusion enheter som vanligen används i Sverige och internationellt. Denna tabell är anpassad med tillstånd från Elkhoury et al.17.
Discussion
Användning av MRT / US fusion att vägleda prostata biopsi lovar stora fördelar jämfört med traditionella TRUS vägledning av diagnos och övervakning av prostatacancer. TRUS biopsi är unik bland bild-guidad biopsier däri vävnad inte erhålls från specifika lesioner, eftersom majoriteten av prostatacancertumörer är osynlig på ultraljud18. MpMRI har möjliggjort urologer och radiologer att visualisera och risk-stratifiera prostata lesioner, hjälper till att triage patienter mot eller bort från biopsi. Mr / US fusion biopsi tekniken underlättar provtagning av MRI-synliga lesioner med stor noggrannhet och repeterbarhet, och därmed ökar upptäckten av kliniskt signifikant cancer jämfört med konventionella TRUS biopsi.
Det största värdet av MRT / US fusionsteknik ligger inom dess förmåga att projicera just MRI-upptäckt ROIs på TRUS bilder för inriktning. Korrekt överlagring av MRI och pålitligt bilder är därför viktigt. Flera kritiska steg utförs under MRI / US fusion biopsi — antingen automatiskt eller med klinikern ingång — öka noggrannheten i varje biopsi. Först och främst är rörelsekompensation, initierat av läkaren. Patienternas rörlighet, även om smärre, är oundvikligt under en unsedated biopsi och kan skifta överdra av MRI data på TRUS bilder. Resultatet är en ”riktad biopsi” som missar sitt mål. Rörelsekompensation ger både MRT och pålitligt bilder tillbaka till registrering med varandra. Det är absolut nödvändigt att genomföra rörelsekompensation under MRI / US fusion biopsi för att bekräfta avsaknaden av rörelse och ofta bedöma om MRI och pålitligt bilder förblir korrekt ovanpå.
Ersättning för andra typer av prostatahyperplasi distorsion utförs också under MRI / US fusion biopsi. Styv registrering, också utförs av klinikern, korrigerar för prostata orientering skillnader utifrån patientens positionering. Dessa skillnader beror på mpMRI förvärvas medan patienten i ryggläge, medan 3D ultraljud förvärvas medan patienten är i laterala decubitus position. När styv registreringen är klar, utförs automatiskt elastisk registrering av programvaran systemet. Elastisk registrering kompenserar för komprimering av prostata från pålitligt sonden. Dessa avancerade programvara-medierad funktioner av MRT / US fusion aktivera korrekt provtagning av ROIs, därigenom öka cancer upptäckt.
Under riktad biopsi, måste försiktighet iakttas för att säkerställa korrekt provtagning av en ROI. Biopsi av ROIs med den högsta nivån av misstanke (enligt definitionen av PI-RADs v2) bör utföras först, följt av ROIs med lägre grad av misstanke, och slutligen systematisk sextanten biopsi. Denna rekommendation bygger på tanken att spårning och bildkvalitet kan minska med varje biopsi på grund av körteln rörelse, prostata ödem eller hematom utveckling. Korrekt riktad biopsi är beroende av minimal anatomiska skillnaden mellan prostata mpMRI och pålitligt.
När provtagning ROIs, ska läkare följa en biopsi strategi som maximerar provtagning av misstänkt vävnad samtidigt minimera biopsi tid och patientens obehag. En sådan strategi innebär att få alla kärnor från mitten av ROI. Denna metod tillåter teoretiskt vävnad inom en ROI som skall provtas även om registrering av MRI och pålitligt är något skev. En annan strategi är att provet mitten av ROI samt regionerna i periferin som kan hysa en annan sort av cancer. Större ROIs kan kräva ett större antal kärnor att säkerställa lämplig provtagning. Vid UCLA är den allmänna riktlinjen att erhålla 1 kärna av vävnad var 3 mm av den längsta axeln. Samtliga biopsier riktade mot en ROI anses vara riktade biopsier.
Under de senaste åren har ett försök gjorts ändra prostatacancer screening metoder för att minska överbehandling och överbehandling. Vikten av diagnostiska modaliteter som bär en hög avkastning för kliniskt signifikant sjukdom ökat. På grund av noggrannheten hos Mr-US fusion för biopsi vägledning försökt kliniker större genomförandet av denna teknik11,15,16. Vid UCLA, har mer än 3.500 fusion biopsier utförts sedan programmets start 2009, en upplevelse bland landets största (figur 5). Det har varit fortsatt tillväxt av programmet som värdet av MRI / US fusion är alltmer erkänd och nya användningsområden utvecklas. Denna teknik förmåga att sampla foci av cancer föranledde inrättandet av en aktiv övervakningsprogram som baseras helt på MRI / US fusion biopsi. Sedan 2009 har varit inskrivna mer än 750 män med låg risk prostatacancer. Varje patient genomgår MRT / US fusion biopsi vart 1−2 år att sampla om både de ursprungliga foci av cancer och systematiskt, andra delar av prostatan. Patienter med inga patologiska progression kvar på aktiv övervakning och undvika radikal behandling (och de möjliga negativa effekterna av sådana behandlingar). Diagnos och övervakning av patienter med Mr / US fusionsteknik leder till förbättrad upptäcktstakt av dessa patienter i behov av behandling.
Under första biopsi med MRI / US fusion, systematisk provtagning erhålls tillsammans med riktad provtagning av synliga lesioner. I denna kombination biopsi, båda biopsi metoderna utförs med MRI / US fusion system. Platsen för varje biopsi core registreras, både inom och utanför MRI-synliga lesioner. Kombination biopsi via MRI / amerikanska fusion systemet tillåter identifiering av mer kliniskt signifikanta prostatacancer än antingen metod enbart19. Varför vissa lesioner är oupptäckt av oklar MRI. Vissa morfologier av prostatacancer, såsom den aggressiva cribiform sorten, är inte lätt kan särskiljas från omgivande normala vävnaden på MRI20. Oupptäckt cancer foci senare upptäckte på hela berget patologi är ofta små, och lesioner som är mindre än 0,5 cc är ofta osynliga på MRI21. Även små volymer kan dessa skador har relativt stora ytor, vilket gör dem mer benägna att upptäckas genom systematisk biopsi än riktad biopsi. Systematisk biopsi via MRI / US fusion enhet kan också vara mer fördelaktigt än konventionella TRUS systematisk biopsi, eftersom programvaran är kunna föreslå biopsi platser som hjälper till att säkerställa en jämn provtagning av hela prostatan. Detta möjliggör kartläggning av anatomiska platser traditionellt svårt att biopsi, såsom främre prostata, och tillåter dem att ingå som en del av systematiska biopsi.
Förutom att underlätta diagnos, MRI / US fusionsteknik har potential för användning vid behandling av prostatacancer. Med fusion system, lesioner av cancer mappas korrekt och kan sedan riktas specifikt för behandling. Känd som ”fokal terapier”, är dessa typer av selektiv behandling för närvarande används för att behandla låg- och intermediär risk sjukdom som alternativ till radikal behandling. Nyligen, en fas I klinisk prövning på focal laser ablation av prostatacancer utfördes med hjälp av MRI / US fusion-teknik för att underlätta korrekt inriktning av varje intermediär risk tumör22. Efter behandling, patienter var övervakade med mpMRI och hade upprepade Mr / US fusion riktad biopsi av de behandlade lesionerna att utvärdera för ihållande cancer. Utvärdering av framgången av fokal terapier skulle vara utmanande utan förmågan att korrekt sampla specifika platser, som aktiveras av programvara spårning.
Mr / US fusion biopsi har också nackdelar. Först och främst förvisar det kostnaden för att genomföra detta system för närvarande främst till akademiska centra och stora gruppen praxis. En MRI / US fusion enhet kan kosta uppåt 150 000 dollar att köpa. Kostnader är dock inte begränsad till själva enheten. För att fullt kunna utnyttja tekniken, måste patienterna ha tillgång till både multiparametric prostata MRI och specialutbildade uro-radiologer. Samhällsbaserade metoder — där majoriteten av patienterna i USA behandlas — kommer sannolikt att genomföra fusionsteknik på grund av nuvarande kostnader. En annan impedans till antagandet av denna teknik är den tid som krävs för att utföra en fusion riktad biopsi. Med hjälp av en utbildad assistent kräver varje biopsi cirka 15 minuter, inte inklusive den tid som behövs för att ladda upp och granska MRI data. Två till tre konventionella TRUS biopsier kan kompletteras under samma tidsperiod, som kan tjäna som finansiella avskräckande för vissa urologer. I studier hittills tros den nya tekniken vara kostnadseffektiva på grund av ökad effektivitet för diagnos.
Män diagnosen prostatacancer fortsätter att vara överbehandlade. Mr / US fusion biopsi tekniken har potential att dramatiskt ändra profilen för män som diagnostiserats med denna sjukdom. Med mindre sjukdomsupptäckt obetydlig och en större avkastning av kliniskt signifikanta tumörer, kan vi snart diagnostisera främst dem som vill dra nytta av övervakning och behandling.
Disclosures
Dr. Marks är en av grundarna av Avenda Health, Inc.
Acknowledgments
Författarna vill erkänna Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) för hans teknisk support med detta 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).
