Een cognitief fusiegeleide prostaatbiopsie met behulp van multiparametrische magnetische resonantiebeeldvorming en transrectale echografie

Samenvatting

Prostaatbiopsie is de gouden standaard diagnostische methode voor prostaatkanker. Cognitieve fusiegeleide prostaatbiopsie, die transrectale echografie combineert met vooraf gemeten MRI-parameters, verbetert de nauwkeurigheid van de biopsie en verbetert het detectiepercentage van klinisch significante prostaatkanker.

Samenvatting

Traditionele transrectale echografie (TRUS)-geleide prostaatbiopsie heeft een beperkte gevoeligheid en specificiteit, met name voor het detecteren van prostaatkanker in een vroeg stadium, vanwege een gebrek aan nauwkeurige laesietargeting. Er is een verbeterde cognitief-fusiegeleide prostaatbiopsiemethode ontwikkeld om de targeting van laesies te verbeteren door drie parameters van prostaat multiparametrische MR (mpMRI)-beelden te integreren in TRUS-beelden. Prostaat mpMRI-meting wordt in eerste instantie uitgevoerd om drie belangrijke parameters te verkrijgen: de rotatiehoek (α), de afstand tot de rectumwand (X) en de afstand tot de top van de prostaat (Y). Deze parameters worden vervolgens cognitief toegepast in realtime, TRUS-geleide prostaatnaaldbiopsie om doellaesies te detecteren. Deze verbeterde transperineale cognitieve fusiebiopsiemethode verbetert de diagnostische nauwkeurigheid, verbetert de reproduceerbaarheid en vermindert de afhankelijkheid van de ervaring van de operator. Klinische toepassing bij 423 patiënten toonde een detectiepercentage van prostaatkanker van 73,5%, waarbij 62,9% werd geclassificeerd als klinisch significante kankers. Vergeleken met apparatuurintensieve methoden zoals MRI-echografie fusiebiopsie, is deze aanpak kosteneffectief, praktisch en zeer geschikt voor bredere klinische acceptatie. Bovendien ondersteunt de flexibiliteit van de methode de integratie met andere beeldvormingstechnieken, zoals ⁶⁸Ga-PSMA PET/CT, waardoor de detectiepercentages voor patiënten met prostaatkanker met een hoog risico verder worden verbeterd.

Inleiding

Prostaatkanker is een groot wereldwijd gezondheidsprobleem, met naar schatting 1.466.680 nieuwe gevallen en 396.792 sterfgevallen wereldwijd gemeld in 2022. Prostaatkanker is de op één na meest voorkomende vorm van kanker en de vijfde belangrijkste doodsoorzaak door kanker bij mannen¹. Tegen 2040 zal het aantal nieuwe gevallen van prostaatkanker naar verwachting stijgen tot 2,9 miljoen, waarbij het aantal sterfgevallen naar verwachting zal oplopen tot 700.000². Vroege diagnose en gestandaardiseerde behandeling zijn cruciaal voor het verbeteren van de overlevingskansen bij patiënten met prostaatkanker, en prostaatbiopsie blijft de gouden standaard voor vroege diagnose.

Sinds 1968 is transrectale echografie (TRUS) een belangrijk hulpmiddel voor het begeleiden van prostaatbiopten. De gevoeligheid en specificiteit van TRUS-geleide prostaatbiopten zijn echter beperkt door respectievelijk 65-74% en 40-57%³, met name bij het detecteren van laesies in een vroeg stadium of met een klein volume⁴. Om deze beperkingen te overwinnen, is multiparametrische MRI (mpMRI) naar voren gekomen als een superieure beeldvormingstechniek, die meer gedetailleerde evaluaties van prostaatweefsel biedt en een verbeterde lokalisatie van klinisch significante prostaatkanker. Vergeleken met traditionele TRUS-geleide biopsie, kan mpMRI verdachte laesies in de prostaat nauwkeuriger identificeren en de precisie van gerichte biopsieën verbeteren ^5,6.

Er zijn verschillende MRI-geleide prostaatbiopsietechnieken ontwikkeld, die gebruikmaken van de verbeterde diagnostische mogelijkheden van prostaat-mpMRI. Deze technieken omvatten MRI-gerichte prostaatbiopsie, MRI-transrectale echografie fusie prostaatbiopsie en cognitieve fusiegeleide prostaatbiopsie ^7,8. MRI-gerichte prostaatbiopsie wordt direct in de MRI-scanner uitgevoerd, waardoor real-time beeldgeleiding tijdens de biopsie mogelijk is. Deze techniek biedt een uitstekende lokalisatie van laesies; Het is echter kostbaar en tijdrovend vanwege de langdurige beeldvormings- en procedurele vereisten. MRI-transrectale ultrasone fusie prostaatbiopsie combineert MR-beelden en real-time TRUS-beelden via gespecialiseerde software, waardoor het complex en kostbaar is.

Bij cognitief fusiegeleide prostaatbiopsie daarentegen houden clinici in dat ze laesielocaties van MR-beelden onthouden en deze informatie mentaal integreren met real-time TRUS tijdens biopsie. Deze techniek vereist geen extra apparatuur, waardoor het eenvoudig, kosteneffectief en zeer geschikt is voor klinische toepassing. Cognitieve fusiegeleide prostaatbiopsie is echter sterk afhankelijk van de ervaring van de clinicus, en het proces van laesielokalisatie is volledig afhankelijk van geheugen en beoordelingsvermogen, wat resulteert in verminderde reproduceerbaarheid en de bredere toepassing ervan beperkt. Om deze uitdagingen aan te gaan, werd een verbeterde transperineale cognitieve fusiebiopsiemethode ontwikkeld door drie belangrijke parameters van prostaat mpMR-beelden te integreren met TRUS. Deze methode is zeer reproduceerbaar, gemakkelijk uit te voeren en zeer geschikt voor wijdverbreide klinische implementatie, en biedt aanzienlijke ondersteuning voor de nauwkeurige diagnose van prostaatkanker. Dit artikel beschrijft het protocol en het klinische nut van deze gestandaardiseerde aanpak en benadrukt het potentieel ervan om de detectie van prostaatkanker in de routinepraktijk te verbeteren.

Protocol

Deze studie met menselijke deelnemers werd uitgevoerd in overeenstemming met de principes die zijn uiteengezet in de Verklaring van Helsinki. Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen van alle deelnemers voorafgaand aan hun opname in het onderzoek. De in- en uitsluitingscriteria werden zorgvuldig gedefinieerd om de veiligheid van de deelnemers en de geschiktheid van de procedure te waarborgen.

1. Selectie van patiënten

1. Stel de volgende inclusiecriteria vast voor de selectie van patiënten: prostaatspecifiek antigeen (PSA) > 10 ng/ml; aanwezigheid van een verdachte prostaatknobbel gedetecteerd door digitaal rectaal onderzoek (DRE), ongeacht de PSA-waarde; verdachte laesies geïdentificeerd via transrectale echografie (TRUS), MRI of PSMA PET/CT, ongeacht het PSA-niveau; PSA-waarden tussen 4 en 10 ng/ml vergezeld van f/tPSA-< 0,16 en/of PSA-dichtheid (PSAD) > 0,15 ng/ml², en/of PSA-snelheid (PSAV) > 0,75 ng/ml per jaar; abnormale resultaten van andere prostaatgerelateerde tests, zoals verhoogde prostaatgezondheidsindex (PHI) of positieve resultaten van prostaatkankerantigeen 3 (PCA3).
2. Sluit deelnemers uit van het onderzoek op basis van de volgende criteria: acute infectie of koorts tijdens de onderzoeksperiode; hypertensieve crisis; gedecompenseerd hartfalen; ernstige bloedingsstoornissen; slecht gecontroleerde of onstabiele comorbiditeiten zoals hypertensie of diabetes; ernstige anale of rectale aandoeningen, waaronder gevorderde interne/externe aambeien of significante rectale/anale pathologie; ernstige immunosuppressieve toestand; ernstige psychische stoornissen of deelnemers die niet willen of kunnen meewerken aan de procedure.

2. Bepaling van de driedimensionale coördinaten van de laesie op mpMRI

1. Bekijk grondig de T2-gewogen beeldvorming (T2WI, Figuur 1A), diffusiegewogen beeldvorming (DWI, Figuur 1B) en schijnbare diffusiecoëfficiënt (ADC, Figuur 1C) kaarten van multiparametrische MRI (mpMRI) scans om de prostaatlaesies te identificeren.
   OPMERKING: Overleg met een radioloog kan nodig zijn om de locatie van de laesie voorafgaand aan de biopsie te bevestigen.
2. Gebruik een punt op ongeveer 7 mm van de voorste rectale wand als hoekpunt. Trek een lijn door de middellijn van het lichaam, die kan worden bepaald door de symfyse van het schaambeen of de bolle urethra. Trek nog een lijn door het midden van de laesie. De hoek tussen deze twee lijnen is de hoekverplaatsing, geregistreerd als α (Figuur 2A).
   OPMERKING: Deze hoek α wordt gebruikt om te bepalen hoeveel de ultrasone sonde wordt gedraaid om uit te lijnen met de laesie tijdens de biopsie.
3. Meet de afstand van het midden van de laesie tot het rectale serosale oppervlak op de T2WI-sequentie en noteer deze als X (Figuur 2A).
   OPMERKING: Afstand X wordt gebruikt om het inbrengpunt van de naald tijdens de biopsie te geleiden en de locatie te bepalen waar de biopsienaald wordt ingebracht ten opzichte van het rectum.
4. Meten van de afstand tot de top van de prostaat (Y) Creëer een vlak dat zowel door het midden van het hoekpunt van de hoek van de α als door het midden van de laesie gaat via een DICOM-viewer met MPR (multiplanaire reconstructie) of een andere plakfunctie. Meet de afstand van de laesie tot de top van de prostaat in dit vlak en noteer deze als Y (Figuur 2B).
   OPMERKING: De afstand Y is van cruciaal belang voor het bepalen van de diepte van de naaldpenetratie; Het komt overeen met de diepte die de biopsienaald moet bereiken tijdens de biopsie.

3. Voorbereiding en beeldvorming van de patiënt

1. Plaats de patiënt in de lithotomiepositie. Plaats de billen precies op de middenrand van de onderzoekstafel. Beide benen worden symmetrisch ondersteund in de beensteunen.
2. Trek het scrotum naar boven terug en leg het perineale gebied volledig bloot.
3. Desinfecteer het perineale gebied met povidon-jodium (jodofoor) en drapeer het gebied, waarbij de procedurele plaats toegankelijk blijft.
4. Injecteer subcutaan 1% lidocaïne voor lokale anesthesie bij de projectie van het grootste dwarsvlak van de prostaat op de perineale huid.
5. Steek de tweedekker transrectale ultrasone (TRUS) sonde voorzichtig in het rectum. Plaats de sonde in een opwaartse hoek van 45° ten opzichte van de anus.
   OPMERKING: Het inbrengpunt van de anesthesie bevindt zich meestal op 1,5 cm van de anus (Figuur 3).
6. Injecteer 1% lidocaïne in de levator ani-spier, het prostaatkapsel en de top van de prostaat via echografie in het sagittale vlak om voldoende anesthesie tijdens de biopsie te garanderen.

4. TRUS en cognitieve fusie

1. Lijn de ultrasone sonde uit met de middellijn door een vlak op het transversale ultrasone beeld te lokaliseren dat nauw overeenkomt met de positie van de laesie van het T2WI-transversale beeld op de mpMRI. Eenmaal geïdentificeerd, houdt u de sonde stil en bevriest u het ultrasone beeld op dit dwarsdoorsnedeniveau.
   OPMERKING: Zorg ervoor dat het sagittale vlak van de ultrasone sonde is uitgelijnd met de middellijn van het lichaam. In de standaard lithotomiepositie bevindt het sagittale vlak van de sonde zich meestal direct boven het hoofd.
2. Bevries het beeld en gebruik het midden van de sonde als hoekpunt om de hoek van de α op echografie te meten. Lijn een rand van de hoek van de α uit met de centrale hulplijn op het transversale ultrasone beeld (Figuur 4A).
   OPMERKING: De locatie van de andere rand van de α hoek, die overeenkomt met de positie van de laesie op het ultrasone beeld.
3. Deblokkeer het beeld en draai de sonde totdat de centrale hulplijn van het transversale echografiebeeld is uitgelijnd met de positie van de laesie die op MRI is geïdentificeerd. Houd de sonde stabiel zonder verdere rotatie zodra de rotatie naar de α hoek is bereikt.
4. Plaats de ultrasone sonde in het laesievlak door de sonde horizontaal langs het rectum te bewegen totdat de lineaire array ultrasone sonde het prostaatbeeld weergeeft, nadat u de sonde in de juiste α hoek hebt gedraaid.
   OPMERKING: Het huidige weergegeven beeld komt overeen met het vlak van de laesie zoals bepaald door de vorige MRI-metingen (Figuur 4B).
5. Meet de afstand van het rectale serosale oppervlak tot de locatie die overeenkomt met de eerder gemeten X-waarde op MRI, waarbij het inbrengpunt voor de biopsienaald wordt bevestigd.
6. Meet de afstand van de top van de prostaat tot de locatie die overeenkomt met de eerder gemeten Y-waarde op MRI in de richting evenwijdig aan het rectum, waarbij u zorgt voor de juiste diepte voor het inbrengen van de biopsienaald (Figuur 4B).
   OPMERKING: Deze X- en Y-metingen bevestigen dat de sonde correct is uitgelijnd met de laesie op het ultrasone beeld, waardoor nauwkeurig kan worden gericht tijdens de biopsie.

5. Gerichte biopsie

1. Steek de biopsienaald langs de naaldhulplijn die overeenkomt met de afstand tot het rectum (gemeten als X op het echografiebeeld) onder echografie van het sagittale vlak met behulp van de lineaire array-sonde.
2. Pas de naalddiepte aan op basis van de eerder gemeten Y-waarde, die de afstand tot de top van de prostaat weergeeft. Voer 2-3 gerichte biopsiekernen uit in het laesiegebied zodra de juiste diepte is bereikt (Figuur 4B).
3. Herhaal de bovenstaande stappen voor elke doellaesie als er meerdere laesies zijn geïdentificeerd.
   OPMERKING: Het is van cruciaal belang om de stabiliteit van de ultrasone sonde te behouden en de X- en Y-coördinaten moeten tijdens de procedure nauwkeurig worden aangebracht voor elke biopsieplaats. Om precisie te garanderen en handbewegingen te verminderen, wordt aanbevolen om ter ondersteuning een ultrasone sonde-steunarm te gebruiken.

6. Systematische biopsie

1. Neem een biopsiekern vanaf de apex, middellijn en basis in zowel de perifere als de centrale zone van de linkerkwab van de prostaat.
2. Pas de positie van de sonde aan en neem elk één kern van de apex, middellijn en basis in beide zones; Herhaal vervolgens het proces op de rechterkwab van de prostaat.
   OPMERKING: Het wordt aangeraden om tijdens de systematische biopsie in totaal 12 kernen te verzamelen.

7. Oplevering

1. Verwijder de TRUS-sonde voorzichtig uit het rectum om ongemak na de biopsie te voorkomen.
2. Reinig de perineale en rectale gebieden met steriele doekjes om eventuele achtergebleven gel of bloed te verwijderen.
3. Plaats elke biopsiekern in voorgelabelde containers met de juiste conserveermiddelen. Markeer elke container met de informatie van de patiënt en de biopsieplaats.
4. Vervoer de gelabelde containers met biopsiekernen naar het pathologielaboratorium voor histopathologische analyse.

Resultaten

In dit geval identificeerde de cognitief fusiegeleide prostaatbiopsie nauwkeurig een klinisch significante prostaatkankerlaesie. Deze laesie werd aangegeven door MRI in de linker apex van de prostaat met een maximale diameter van ongeveer 6 mm en een PI-RADS-score van 4, wat wijst op een grote kans op klinisch significante prostaatkanker.

De pathologische diagnose van deze biopsielaesie was prostaat acinair adenocarcinoom met de volgende details (

Discussie

MRI-geleide biopsie (MRI-GB) is een hoeksteen van gerichte prostaatbiopsie en omvat MRI-gerichte biopsie (MRI-TB), MRI-transrectale ultrasone fusiebiopsie (FUS-TB) en cognitieve fusiebiopsie (COG-TB). MRI-TB bereikt een hoge diagnostische nauwkeurigheid door middel van real-time MR-beeldvorming, met een algemeen detectiepercentage van kanker van 80% en een klinisch significant detectiepercentage van kanker van 55%⁹. De hoge kosten en operationele complexiteit bepe...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
5% Povidone-Jodiumoplossing	Chengdu Yong'an Pharmaceutical Co., Ltd.	H51022885	Voor desinfectie van het chirurgische gebied
10% Neutraal Gebufferd Formaline Fixatief	Guangzhou Vigrass Biotechnology Co., Ltd.	24010506	Voor het fixeren van biopsieweefsel
AccuCARE Transperineale Oplossingen	CIVCO Medical Instruments Co., Inc	620-119	Voor het ondersteunen van de sonde
Injectiespuit (20 mL)	Shandong weigao group medical polymer Co., LTD	20211001	Voor lokale anesthesie
Lidocaine	Hubei Tiansheng Pharmaceutical Co., Ltd.	H42021839	Verdund met zoutoplossing tot 1% voor lokale anesthesie
MRI 3.0T	Philips	Ingenia	Voor prostaatonderzoek
RadiAnt DICOM Viewer	Medixant	V2024.1	Voor het lezen van prostaat-MRI, het omlijnen van laesies, het meten van afstanden en hoeken
Biopsienaad MC1820 voor eenmalig gebruik	Bard Peripheral Vascular, Inc.	REHU3231	Voor naaldambiotisering
Steriele naald voor eenmalig gebruik 0,7 x 80 TWLB	Zhejiang Kangdeli Medical Devices Co., Ltd.	C20230923	Voor lokale anesthesie
Natriumchloride-injectie	Southwest Pharmaceutical Co., LTD	H50021610	Voor het verdunnen van lidocaïne
Ultrasound	BK Medical	bk3000-01	Voor het leiden van prostaatbiopsie