Использование МРТ УЗИ Fusion для достижения целевых биопсии простаты

Рак предстательной железы является второй наиболее распространенной формой рака в американских мужчин, с около 165 000 случаев диагностировано в 2018 году¹. Большинство из этих случаев были диагностированы через трансректальное УЗИ (ТРУЗИ)-руководствуясь биопсии, методологии, которая была впервые разработана в 1960-х до получить широкое признание в 1980-х². В биопсии ТРУС врач обычно выполняет секстант биопсии, систематически выборки базы, среднего и вершины каждого hemigland³. Несмотря на быть давно считается золотым стандартом для диагностики, ТРУС биопсии имеет несколько недостатков. Потому что УЗИ обычно не удается визуализировать рака, ТРУС биопсия проводится систематически выборки всех частей предстательной железы, а не направленных на отдельных целей (рис. 1). Таким образом ТРУС биопсии «слепой» и под сортирующий происходит как 46% больных и до 35% рака незамеченными на первый ТРУС биопсии^4,5.

Простаты магнитно-резонансная томография (МРТ), сообщила еще в 1983 году, произвела революцию диагноз рака простаты в последние десятилетия⁶. Многопараметрических МРТ (mpMRI) объединяет T1 и T2 контраст изображения с диффузии взвешенных изображений (DWI) и динамическое повышение контрастности (DCE) для создания обоих анатомической и функциональной оценки железа⁷. Этот комбинированного многопараметрических изображений облегчает визуализацию опухоли и было показано, что высокая способность обнаруживать рак простаты. По сравнению с биопсии ТРУС, который имеет чувствительность около 60% mpMRI было показано, имеют чувствительность так высоко, как 96% в обнаружении поражений, которые позже подтвердил гавани рака простаты^{8,9,10 ,11}. Для увеличения стандартизации mpMRI интерпретации, Европейского общества урогенитальной радиологии разработали простаты Imaging-системы отчетности и данных (Пи-ЗАЯВКАХ) для регионов интерес (ROI), которые являются подозрительными для рака простаты¹². Трансформирования оцениваются по пятибалльной шкале Ликерта, где показатель 1 имеет очень низкий риск малигнизации и 5 баллов считается риска поражения. Трансформирования классифицированы как класса 3 или выше, часто осуществляются во время биопсии простаты.

Достижения в технологии МРТ привели к разработке целенаправленных биопсии простаты, который способствует МРТ УЗИ (МРТ / США) фьюжн. В этот механизм программное обеспечение платформы накладки mpMRI данных на живут трансректальное УЗИ изображения и создает плавленого трехмерной (3D) модель, что позволяет оператору визуализировать МРТ обнаружены ROI в режиме реального времени на мониторе. После регистрации в МРТ и США, трансформирования, видели на МРТ изображения передаются ультразвуковое изображение. Эти ROIs могут затем быть индивидуально целенаправленных, известный как «целенаправленных биопсии». Траектории каждой иглы и биопсия расположение основных отслеживаются с высокой степенью точности и зарегистрированы в системе программного обеспечения (рис. 2). Это позволяет клиницист для повторной выборки цель в течение 3 мм в любой последующей биопсии сессии^13,14. Биопсия отслеживание особенно полезен в программах активного эпиднадзора в этом очагов низкого риска рака может контролироваться надежно для патологического прогрессии с течением времени.

В течение последнего десятилетия, несколько МРТ / США фьюжн устройства были разработаны для коммерческого использования, и несколько исследований изучили эффективность этого метода биопсии. Два больших перспективных исследований недавно продемонстрировали значение МРТ / США fusion технологии в диагностике рака простаты^15,16. В обоих исследованиях, руководство по МРТ / США Сплавливание был по сравнению с стандартным секстант ТРУС биопсии у мужчин с МРТ видимые поражения. При МРТ / США Фьюжн использовался, целевых биопсии обнаружено более, чем ТРУЗИ биопсии только клинически значимых рака простаты, и в одном из исследований нового метода обнаружено меньше случаев незначительные рака простаты¹⁵. С снижение выявления клинически незначительные рака руководствуясь биопсии может запасные многие пациенты эмоциональный дистресс, диагноз рака, а также заболеваемости, связанной с дальнейшей предстательной железы биопсия. Пациенты, укрывательство среднего или высокого риска рака простаты, вероятно, быть диагностирована через руководствуясь биопсии и может быть передан для лечения соответственно.

UCLA начал свою МРТ / США фьюжн биопсии программы в начале 2009 года с выходом первого продовольствия и медикаментов FDA одобрил слияние биопсии платформы. Несколько платформ были разработаны и доступны на международном уровне. Каждый использует проприетарное программное обеспечение и аппаратное обеспечение для слияния данных МРТ и нам в режиме реального времени для включения целевых биопсии. В таблице 1 представлены данные за некоторые из наиболее часто используемых синтеза систем¹⁷. UCLA опыт является главным образом с АРТЕМИС и UroNav системами, через которые подавляющее большинство фьюжн биопсий в Соединенных Штатах в настоящее время выполняются.

Выполняется в клинике под местной анестезией, этот новый метод биопсии стремительно набирает принятие для диагностики и наблюдения за рака простаты. Здесь мы предоставляем Технический протокол для выполнения целевых биопсии простаты через МРТ / США фьюжн.

При использовании в научно-исследовательского потенциала, протокол, ниже строго следует руководящим принципам, установленным Комитетом по этике исследований человеческого UCLA.

Примечание: Описанные здесь методы, которые используются в Калифорнийском университете для выполнения целевых Биопсия предстательной железы с использованием системы АРТЕМИС. Всех больных, перенесших фьюжн биопсии имели mpMRI простатит, который было истолковано опытных уро радиолог, кто читал более 3500 простаты магнитно-резонансную томографию. Поражения, видимые на mpMRI были классифицированы как Пи-ЗАЯВКАХ 1-5, с PI-ЗАЯВКАХ 3-5 поражений, отобранных для целевых биопсии. Перед процедурой МРТ изображения загружаются на программное обеспечение для простаты и целевой, Контурная пластика, радиолог. Всех больных, перенесших целевых биопсии также проходят систематического биопсии, руководствуясь шаблон, порожденных fusion программного обеспечения устройства. Если целевые объекты не дискретной видны на МРТ, только руководствуясь программного обеспечения систематического биопсия проводится. Пациенты с подозрением или ранее диагноз рака простаты, считаются право на МРТ / США фьюжн биопсии. Пациентов с кровотечением диатеза или неспособность терпеть биопсии без седации, считаются неприемлемыми.

1. Инициирование и биопсии план выбор машины

1. Мощность на компьютере рабочей станции и станции корзину.
2. Введите данные нового пациента или выберите пациента, если пациент уже зарегистрирован в системе программного обеспечения. Импорт МРТ данных, которые были загружены через устройство контурной обработки программного обеспечения.
3. Выберите тип плана биопсии (например, МРТ-ТРУС фьюжн биопсии, вновь биопсии или систематическое биопсии). Выберите все три типа план биопсии для биопсии новых целей, ресамплинг предыдущих местах, и производительности систематического секстант биопсии. Сплавливание система запрашивает у врача для выбора 6 или 12 места биопсии будут предложены при выборе систематического биопсии (то есть, 1 или 2 ядер от каждого анатомические секстант).
   Примечание: В практике UCLA всех пациентов, перенесших целевых биопсии также проходят одновременно систематического биопсии. Двенадцать систематическое биопсии ядер, а не шесть обычно берется ради полноты.

2. пациент подготовка

1. Назначают клизмы и направлять пациента, чтобы использовать его на утро биопсии для чистки ректальной хранилище.
2. Применять антибиотики один час до начала процедуры. Администрировать фторхинолоны, первого, второго или третьего поколения цефалоспоринов или аминогликозидов, как рекомендованный американский Совет урологии.
   Примечание: Это имеет решающее значение для рассмотрения местных антибиограммой при выборе антибиотика для использования. В Лос-Анджелесе 1 g Ertapenem внутримышечно вводят один час до процедуры. Данное решение принято на основании Калифорнийского университета антибиограммой. Там были септик эпизоды не после биопсии для последних 1500 МРТ-США фьюжн биопсия выполняются.
3. Место пациента в левой боковой пролежни позиции. Место пациента спине почти параллельно к краю кровати, с ноги пациента, потянул к груди, чтобы обеспечить максимальный диапазон движения для биопсии устройство трекер руку. Убедитесь, что пациента ягодицы слегка расположены с края кровати.
4. Подготовка пациента в анус. Замочите губки палку в предпочтительной антисептическим раствором и тампон ануса, начиная от ануса и движется в сторону ануса и промежности.
5. Выполните Пальцевое ректальное исследование. Вставьте перчатке и смазать указательный палец в прямую кишку и направлять кпереди пальпировать простаты.
   Примечание: Если конкреций или уплотнения пальпируется, биопсия аномалий должны выполняться.

3. ТРУС зонд подготовка

1. Прикрепите проводника иглы к ТРУЗИ зонд.
2. Применяйте УЗИ желе непосредственно к чистой зонд ТРУС.
   Примечание: В Лос-Анджелесе все датчики ТРУС дезинфицируются через автоматизированную систему использует испарения раствора перекиси водорода.
3. Крышку презерватив на зонд ТРУС непосредственно над УЗИ желе и закрепите его на месте с резинкой.

4. Администрирование локализуется нерва блок

1. Аккуратно вставьте зонд ТРУС смазкой конце огонь в прямую кишку пациента. Заранее зонд, пока двухмерный (2D) поперечной представление простаты ясно видны на мониторе и отрегулируйте зонд до приблизительной центр простаты является видимым.
2. Получите предполагаемый объем простаты, измеряя простаты высота, ширина и длина. Вычислить плотность Простатоспецифический антиген (PSA), при необходимости путем деления значения PSA простаты тома.
3. Включите на экране Биопсия руководство, чтобы визуализировать траектории иглы.
4. Поворот и заранее зонд, пока не визуализируется стыке предстательной железы и семенных пузырьков, представляющий область, где простаты сосудисто-нервного пучка входит железы.
5. Вставьте 22 G спинальной иглы через канал руководство иглы на зонд ТРУС. Заранее иглу в стыке между предстательной железы и семенных пузырьков.
6. Проникновения в это пространство с 10 cc 1% лидокаина, создавая ультразвуковой пшеничная.
   Примечание: Правильное инфильтрации вызовет разделение семенных пузырьков и предстательной железы от стенки прямой кишки.
7. Скорректировать ТРУС зонд для администрирования нерва блок локализуется на контралатеральную сторону. Подождите 1 мин для адекватной анестезии должны быть достигнуты.

5. dock слежения Arm

1. Отрегулируйте зонд ТРУС, таким образом, что наибольший диаметр простаты является видимым в поперечной ориентации.
2. Позиция в корзину станции рядом с пациента для того, чтобы визуализировать станции экраны также наблюдая пациента.
3. Убедитесь, что отслеживание рука находится в положении «парк». Место два отслеживания оружия примерно 90° друг от друга.
4. Разблокировать трекер руку и поместите его непосредственно под ТРУС зонд удерживая ТРУС зонд в рамках пациента в прямую кишку.
5. Поднимите руку трекер, чтобы поместить ТРУС зонд в колыбель отслеживания руку и зафиксируйте застежку. ТРУС зонд сейчас является безопасным.
6. Замок стабилизирующим руку.

6. трехмерное изображение приобретение

1. Медленно поверните ТРУС зонда по часовой стрелке вдоль длинной оси для приблизительно 200°.
   Примечание: Ультразвуковая система будет приобретать 2D изображения и восстановить их для создания 3D УЗИ модель, которая хранится внутри программного обеспечения платформы.
2. Наброски простаты, поместив 6−8 зеленый цифровые маркеры вдоль его границы в поперечном и сагиттальной изображений, отображаемых на экране рабочей станции. 3D реконструкция предстательной железы будет создан программным обеспечением и отображается.
3. Обзор 3D модель УЗИ предстательной железы для обеспечения простаты является видимым в всех фрагментов.
4. Уточните предлагаемые границы простаты на 3D УЗИ реконструкции, нажав правильные простаты границы на изображение в градациях серого. Выполните только уточнение, если существует несоответствие между зеленый контур и истинной границей простаты.

7. МРТ регистрация

1. Выполните жесткие регистрацию в ориентации стреловидных МРТ, который будет представлен на экране дисплея. Выберите две достопримечательности на изображении MR (например: Улучшенный большинство и уступает большинство точки простаты вдоль стенки прямой кишки) и поместить цифровых маркер на каждом. Место два цифровых маркеров на соответствующие ориентиры на отображаемого ультразвукового изображения.
2. Выполните жесткие регистрацию в поперечной ориентации. Опять же выберите две достопримечательности на МРТ изображения (например, передняя точка и задняя точка предстательной железы) и поместить цифровых маркер на каждом. Место два цифровых маркеров на соответствующие ориентиры на отображаемого ультразвукового изображения.
   Примечание: Регистрация упругие выполняется автоматически после выбора кнопку «Далее» на экране дисплея.

8. целеуказания

Примечание: Контурные цели из mpMRI, а также цифровые маркеры, обозначающий шаблон для систематического биопсии теперь накладывается на 3D модель простаты, созданные на этапе приобретения.

1. Выберите первый ROI быть биопсию.
2. Отожмите сцепления около ручки руки трекер освободить руки трекер, тормозной системы. Аккуратно переместите трекер руку к желаемой цели. После цифровой желтый маркер в нужное место цели — теперь выделена красным — релиз сцепления для возобновить диалог тормоза на трекер руку. Трекер рука теперь является безопасным в пространстве.
3. Разъединение тормозных вращения, нажав на рычаг просто левой ручки трекер руку вперед. Осторожно поверните руку трекер для выравнивания желтый цифровой маркер до тех пор, пока он накладывается на желаемой цели. Потяните рычаг, чтобы возобновить диалог вращения тормоза.

9. компенсация движения

1. Перед каждой биопсии оценить ли живой УЗИ изображения остаются зарегистрированными в рамках реконструкции УЗИ. Если границы простаты на живой ультразвук содержится в серии зеленых цифровых маркеров, перейдите к разделу 10. Если зеленый цифровые маркеры больше не правильно демаркацию границы предстательной железы, осуществляют компенсации движения.
   1. Выберите вариант компенсации движения на мониторе.
   2. Выберите три ориентира на 3D реконструкции простаты и поместить цифровых маркер на каждом. Место цифровой маркеры на соответствующих ориентиров на представлении живой УЗИ предстательной железы для того, чтобы вернуть в регистрации с живой УЗИ 3D-модели.

10. предстательной железы биопсия и записи иглы

1. Место биопсии пистолет 18 G в проводник иглы, установленный на зонд ТРУС.
2. Соблюдая монитор, заранее биопсия иглы к красной Боути образный наглядное пособие, отображаемый над живой ультразвуковое изображение. Заранее кончик иглы пересекаются в середине Боути образный маркера.
3. Отпустите педаль ножной переключатель, чтобы начать запись последовательности изображений 2D УЗИ 3D биопсии расположение записи, которая будет использоваться для обозначения на сайте завершена биопсии и может быть вновь рассмотрен на более позднее время для будущего рассмотрения.
4. Огонь биопсия иглы путем отжимать кнопку на пистолет биопсии. Обратите особое внимание на полосу иглы на ультразвук.
5. Отпустите педаль для остановки записи иглы, а затем удалить биопсии пистолет из проводника иглы.
6. Ручной пистолет биопсии помощнику. Пусть помощник Откройте чехол и депонировать биопсии ядро на свой собственный помечены образца Кубок, содержащие формалина 10% буферизации.

11. иглы сегментации

1. Просмотрите записи Траектория иглы и наблюдать белая полоска, создаваемые иглы при просмотре с помощью УЗИ. Сравните streak на записанные ультразвуковых кадров к линии auto сегментация красной иглой-указателем, который появляется в виде наложения в всплывающем окне. Если это точно для того, чтобы постоянно сохранять данные расположения для этого ядра биопсии сохраните иглы auto сегментации.
2. Если игла auto сегментации является неточной, корректировать траекторию вручную.
   1. Используйте стрелки переключения для прокрутки через иглу, запись последовательности, пока не будет найден иглы кадра.
   2. Определите кончик иглы и траектории, маркировки точек, соответствующих начало и конец иглы полоска. Нажмите на кончик полоска для определения кончик иглы и нажмите кнопку в нижней части полоса для определения траектории иглы.
   3. Сохраните этот иглы сегментации или скорректировать еще раз.
      Примечание: Экономия будет постоянно хранить данные расположения для этого ядра биопсии и наложить его на 3D-модели.

12. Остальные ткани добычи

1. Повторите разделы 8−11, до тех пор, пока ткань извлекается из всех желаемых мест.
2. Определите количество ядер для получения от каждого mpMRI признанных ROI. Для того чтобы обеспечить что каждый ROI хорошо пробы, рассмотреть возможность получения ядер в установленные интервалы времени (например, каждые 3 мм), или от центра и периферии.

13. завершить сессию биопсии

1. Разблокируйте стабилизатор руку. Аккуратно удалите ТРУС зонд из пациента в прямую кишку. Придайте давление с марлевые подушечки для 5 минут для того, чтобы облегчить гемостаз.

Между 2009 и 2015, 1,042 мужчин прошли МРТ / США фьюжн биопсии в Калифорнийском университете, либо повышенными PSA, Аномальные цифровые ректального экзамен, или подтверждения низкого риска рака предстательной железы у больных рассмотрении активного наблюдения. Предметов прошли mpMRI простаты с 3 Тесла магнита до биопсии. Трансформирования были классифицированы по 1−5 Ликерта балльной системе по подозрению злокачественности, которая была разработана в Калифорнийском университете до создания PI-ЗАЯВКАХ. Подобно к PI-ЗАЯВКАХ, UCLA Оценка основана на Т2 взвешенных изображений, DWI и DCE. Регионы, классифицируются как «1» имел нормальный Т2 взвешенных изображений, нормальный DCE и ADC на DWI из > 1,2 х 10-3 мм2/сек, а регионы, классифицируются как «5» имел темный конкреций с масс эффект на Т2 взвешенных изображений, глубоко аномальные DCE и ADC на DWI из < 0,6 x 10 / s2 -3 мм.

После mpMRI, МРТ изображения были переданы системе биопсии фьюжн Контурная программного обеспечения в котором ROI контурной обработки была выполнена и затем направляется МРТ / США фьюжн биопсии устройство. Эта система была использована для получения целевой ядер от ROI (если присутствует). Все пациенты прошли 12-Основные систематические биопсии с помощью шаблона, генерируемые системой фьюжн независимо от того, является ли целевой биопсию. Все секстанты были взяты пробы при систематических биопсии, включая те, которые содержали ROIs. Основной результат был выявления клинически значимых рака простаты, определяется как Глисон оценка ≥7. Обнаружение рака простаты клинически значимых сравнивали между стратегиями различных фьюжн биопсии у больных с по крайней мере 1 ROI ≥ 3 класс. Биопсия стратегии по сравнению были целевых биопсии, систематические биопсии и одновременного выполнения целенаправленных и систематических биопсии в течение той же сессии, известный как «сочетание биопсии».

Рисунок 3 показывает производительность комбинации биопсии, по сравнению с целевой биопсии и систематические биопсии. Среди всех пациентов 825 пациентов имели по крайней мере один ROI, классифицируются как класса 3 или выше. Для максимальной оценки ROI 435 пациенты имели уровня 3 поражения, 301 было 4 класса поражением, и 89 были поражения 5 класс. Среди 825 пациентов с Руа ≥ 3 класс сочетание биопсии имели наибольший показатель выявления клинически значимых рака. Хотя 289 случаях клинически значимых заболеваний были обнаружены через сочетание биопсии, 229 больных с клинически значимых заболеваний были определены с использованием целевых биопсии только и 199 были определены с систематической биопсии одиночку. Сочетание биопсии также выявлены большее количество случаев рака простаты повышенного риска (≥Gleason 8), с 89 риска случаев диагноз биопсии комбинации по сравнению с 74 через целевые биопсии только (p < 0,001) и 51 с систематической биопсии только (p < 0,001) . Из этой группы 15 больных с высоким риском заболевания в противном случае были бы невыявленным если только целевые биопсию.

Идентификации клинически значимых рака простаты был непосредственно связан с ROI класс. 80% мужчин с 5 ROI были Gleason ≥7 болезни по сравнению с 24% для мужчин с класса класс 3 ROI. Сочетание биопсии также превысил целевой биопсии и систематического биопсии для всех классов ROI (рис. 4).

Рисунок 1 : Изображение трансректальное УЗИ простаты. Обычные трансректальное УЗИ (ТРУЗИ) образ простаты в поперечной ориентации. Оранжевые точки демаркацию секстант биопсии план. ТРУС метод обычно слепой расположение опухоли, поскольку большинство опухолей не видны на УЗИ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2 : 3D реконструкции простаты. 3D реконструкция простаты (Верхняя панель) и МРТ с видимой области интереса (ROI) показано в головке, сагиттальной и корональной просмотров (нижняя панели). ROI показано зеленым цветом (верхний) и фасонной зеленым (нижний). Ядер позитивные для злокачественности показаны красным цветом. Другие ядра показано синим отрицательный, что делает этот пациент возможным кандидатом для фокуса терапии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 3 : Диагностики производительности систематического биопсии, целевых биопсии и комбинированный подход среди пациентов, которых mpMRI выявлено по крайней мере один ROI класс ≥3 (n = 825). Отображается количество пациентов с диагнозом рака простаты (CaP; ось y) против биопсии стратегии (ось x). Сочетание целенаправленных и систематических биопсий привели к обнаружения рака 60 клинически значимых незамеченными либо самостоятельно (светло-серый, p < 0,001 против систематических и целенаправленных только), и еще 15 случаев повышенного риска (черный, p < 0,001 против систематические и целенаправленные подход). Эта цифра корректируется с разрешения Филсон et al.19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 4 : Взаимосвязь между ROI класс и присутствие рака. Эта цифра показывает долю больных ≥1 ROI на МРТ (n = 825) с диагнозом клинически значимых CaP (n = 289, 35%) (ось y), стратифицированная по ROI класс (ось x). Сочетание биопсии (черный проверенных баров) превысил систематического биопсии (Темный диагональный баров) и целевых биопсии (легкие насиженным баров) во всех сортов ROI (p < 0,001). В целом, 80% пациентов с 5 класса ROI были клинически значимых CaP (против 24% класс 3 ROI, отношение шансов 9,05, 95% доверительный интервал 4,96 – 16.50). Эта цифра корректируется с разрешения Филсон et al.19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 5 : Рост МРТ / США фьюжн биопсий Калифорнийского. Диаграмма, показывающая число МРТ / США фьюжн биопсии ежегодно проводится в Калифорнийском университете с момента создания программы в 2009 году. В Калифорнийском университете новая технология используется для впервые биопсии, повторить биопсию и последовательно для мужчин в активного наблюдения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Таблица 1: МРТ / США фьюжн устройства широко используются в Соединенных Штатах Америки и на международном уровне. Эта таблица адаптирована с разрешения Elkhoury et al.17.

Д-р знаков является соучредителем здравоохранения Avenda, Inc.