Summary
Presenteres her er en protokoll for å utføre målrettet biopsy av prostata bruker en MRI-ultralyd fusion system.
Abstract
Her presenterer vi en protokoll for å utføre målrettet prostata biopsi bruker en magnetisk resonans imaging-ultralyd (MRI / U.S.) fusion system. Prostatakreft har tradisjonelt blitt diagnostisert via transrectal ultralyd (TRUS) biopsi. Om betraktet som gull standard, TRUS ikke visualisere mest prostata kreft lesjoner og krever derfor utvalg av hele prostata. Denne biopsi metoden ofte undergrades prostatakreft og svikter å merker opptil 35% av kreft på første biopsi. Prostata MRI har vist seg å ha utmerket følsomhet i deteksjon av kreft lesjoner, og fremskritt i Mr teknologi i løpet av siste tiår har ført til utvikling av målrettet biopsi. I målrettet biopsi, en programvare plattform overlegg MRI data på live TRUS bilder til å lage en smeltet MRI / amerikanske tredimensjonal modell av prostata. Regioner mistenkelig for malignitet på Mr er formet av en radiologisk, lastet inn i fusion system og vises i live Mr / U.S. smeltet modell. Urologist er da i stand til direkte biopsi disse målene. Sammenlignet med konvensjonelle TRUS biopsi, MRI / amerikansk fusion teknologi har vist seg for å forbedre gjenkjenning av klinisk signifikant kreft samtidig redusere ubetydelig kreft gjenkjenning. Denne teknologien, derfor har potensial til å diagnostisere prostatakreft i menn som ville ha nytte av behandling.
Introduction
Prostatakreft er den nest vanligste kreften i amerikanske menn, med nesten 165,000 tilfeller diagnostisert i 20181. Fleste av disse tilfellene ble diagnostisert via transrectal ultralyd (TRUS)-guidet biopsi, en metode som ble først utviklet i 1960 før de får utbredt aksept på 1980-tallet2. I TRUS biopsi utfører klinikerne vanligvis en sextant biopsi, systematisk prøvetaking base, midten og toppen av hver hemigland3. Til tross for blir lenge vurdert gullstandarden for diagnose, har TRUS biopsi flere mangler. Fordi ultralyd vanligvis ikke visualisere kreft, er en TRUS biopsy utført av systematisk prøvetaking alle deler av prostata, i stedet sikte på individuelle mål (figur 1). Dermed TRUS biopsi er "blind" og under-gradering skjer i opptil 46% av pasientene, og opp til 35% av kreft er uoppdaget på første TRUS biopsi4,5.
Prostata magnetisk resonans imaging (MRI), rapportert så tidlig som 1983 har revolusjonert prostatakreft diagnose i løpet av siste tiår6. Multiparametric MRI (mpMRI) kombinerer T1 og T2 kontrast bildebehandling med diffusjon vektet bildebehandling (DWI) og dynamisk kontrastforbedring (DCE) for å opprette både en anatomisk og funksjonelle vurdering av kjertel7. Denne kombinerte multiparametric tenkelig modalitet forenkler svulst visualisering og har vist seg å ha overlegen evne til å oppdage prostatakreft. I forhold til TRUS biopsi som har en sensitivitet på ca 60%, har mpMRI vist for å ha følsomhet så høyt som 96% i gjenkjenning av lesjoner senere bekreftet for å havn prostatakreft8,9,10 ,11. For å øke standardisering av mpMRI tolkning, utviklet europeiske samfunn av Urogenital radiologi prostata Imaging-rapportering og Data System (PI-RADS) for områder av interesse (ROI) som er mistenkelig for prostatakreft12. ROIs er gradert på en fem-punkts Likert-skala, der en score på 1 har svært lav risiko for kreft og en score på 5 er ansett som en høyrisiko leksjonen. ROIs klassifisert som klasse 3 eller ovenfor er ofte fulgt i prostata biopsi.
Fremskritt i Mr teknologi har ført til utvikling av målrettet prostata biopsi, som er tilrettelagt av MRI-ultralyd (MRI / U.S.) fusion. I denne modalitet, en programvare plattform overlegg mpMRI data på live transrectal ultralyd bilder og skaper en smeltet tredimensjonal (3D) modell, slik at operatøren å visualisere en MRI-oppdaget avkastning i sanntid på en skjerm. Når både MRI og amerikanske er registrert, overføres ROIs sett på Mr bildet på ultralyd bildet. Disse ROIs kan deretter individuelt målrettes, kjent som "målrettede biopsi". Banen nål og biopsi kjernen plassering er sporet med en høy grad av nøyaktighet og registrert innen programvaresystemet (figur 2). Dette lar helsepersonale oppdaterer et mål innen 3 mm noen oppfølging biopsi økt13,14. Biopsi sporing er spesielt nyttig i aktive overvåking programmer foci av lav-risiko kreft kan overvåkes pålitelig for patologisk progresjon over tid.
I løpet av siste tiår har flere MRI / amerikansk fusion enheter har blitt utviklet for kommersiell bruk, og flere studier har undersøkt effekten av denne biopsi metoden. To store prospektive studier nylig viste verdien av Mr / amerikansk fusion teknologi i diagnostikk av prostatakreft15,16. I både studier, veiledning av Mr / amerikansk fusion var i forhold til standard sextant TRUS biopsi i menn med MRI-synlig lesjoner. Når Mr / amerikansk fusion ble brukt, målrettet biopsi oppdaget flere tilfeller av klinisk signifikant prostatakreft TRUS biopsi alene og i en av studiene den nye metoden oppdaget færre tilfeller av ubetydelig prostatakreft15. Med redusert deteksjon av klinisk ubetydelig kreft, kan guidede biopsi spare mange pasienter følelsesmessige smerte av en kreftdiagnose samt sykelighet forbundet med ytterligere prostata biopsier. Pasienter skjuler middels eller høy risiko prostatakreft sannsynligvis bli diagnostisert via guidede biopsi og kan henvises til behandling tilsvarende.
UCLA lansert sin Mr / amerikansk fusion biopsi program tidlig i 2009 med utgivelsen av første Food and Drug Administration FDA-godkjent fusion biopsi plattform. Flere plattformer har nå utviklet og er tilgjengelig internasjonalt. Hver bruker proprietær programvare og maskinvare flette Mr og oss data i sanntid aktivere målrettet biopsi. Tabell 1 presenterer data for flere av de mest brukte fusion systemer17. UCLA opplevelsen er primært med Artemis og UroNav systemer, via utføres for øyeblikket majoriteten av fusion biopsier i USA.
Utføres i klinikken under lokalbedøvelse, er denne nye biopsi metoden raskt økende adopsjon for diagnose og overvåking av prostatakreft. Her vi gir en teknisk protokoll for å utføre målrettet prostata biopsi via MRI / amerikansk fusion.
Protocol
Når brukt i forskning kapasitet, følger protokollen nedenfor strengt retningslinjene som er fastlagt ved UCLA menneskelige forskning etikk.
Merk: Metodene som er beskrevet her er benyttet ved UCLA for å utføre målrettet biopsy av prostata bruker Artemis system. Alle pasienter som gjennomgår fusion biopsi har hatt mpMRI av prostata, som har blitt tolket av en erfaren uro-radiolog hvem som har lest over 3500 prostata MRIs. Lesjoner vises på mpMRI er klassifisert som PI-RADS 1-5, med PI-RADS 3-5 lesjoner valgt for målrettet biopsi. Før prosedyren, MRI bildene er lastet opp til programvare for prostata og målet kontur av radiolog. Alle pasienter som gjennomgår målrettet biopsi også gjennomgå systematisk biopsi, guidet av en mal som er generert av fusion enhetsprogramvaren. Hvis ingen diskrete mål er sett på Mr, utføres bare programvare-guidede systematisk biopsi. Pasienter med mistenkt eller tidligere diagnostisert prostatakreft anses kvalifisert for Mr / amerikansk fusion biopsi. Pasienter med blødninger diathesis eller manglende evne til å tåle biopsi uten beroligende anses kvalifisert.
1. maskinen initiering og biopsi Plan utvalg
- Slå på datamaskinen arbeidsstasjon og arbeidsstasjon handlevognen.
- Angi nye pasientens informasjon eller velg en pasient Hvis pasienten er allerede registrert i programvaresystemet. Importer Mr data som har blitt lastet opp via enheten er omforme programvare.
- Velg plantypen som biopsi (f.eks MRI-TRUS fusjon biopsi, tilbake biopsi eller systematisk biopsi). Velg alle tre biopsi plantyper tillate for biopsy av nye mål, oppdatere tidligere steder og ytelsen til en systematisk sextant biopsi. Fusion systemet ber legen velge enten 6 eller 12 biopsi steder skal foreslås hvis velger systematisk biopsi (dvs. 1 eller 2 kjerner fra hver anatomiske sextant).
Merk: I øvelsen UCLA gjennomgå alle pasienter som gjennomgår målrettet biopsi også samtidige systematisk biopsi. Tolv systematisk biopsi kjerner i stedet for seks er vanligvis tatt for grundighet.
2. pasient forberedelse
- Foreskrive en klystèr og direkte pasienten bruke den morgenen biopsi for endetarms hvelv rengjøring.
- Administrere antibiotika én time før starten av prosedyren. Administrere fluoroquinolones, første, andre eller tredje generasjon cefalosporiner, eller aminoglycosides som anbefalt av den amerikanske styret urologi.
Merk: Det er viktig å vurdere den lokale antibiogram når antibiotika brukes. Ved UCLA administreres 1 g Ertapenem intramuskulært en time før prosedyren. Denne avgjørelsen ble gjort basert på UCLA-antibiogram. Det er ingen post biopsi septisk episoder for de siste 1500 MRI-amerikansk fusion biopsier utført. - Plass pasienten lateral liggesår plasser til venstre. Plass pasientens tilbake nesten parallelt til kanten av sengen, med pasientens Ben trukket mot brystet å gi maksimal bevegelsesutslag biopsi enhetens tracker arm. Kontroller at pasientens baken er plassert litt utenfor kanten av sengen.
- Forberede pasientens anus. Nyt en svamp pinne i den foretrukne antiseptisk løsningen og vattpinnen perineum og anus, starter fra anus og flytte mot anus.
- Utføre en digital rektal eksamen. Sette inn en hansker og smøres pekefingeren i endetarmen og direkte peke for å palpate prostata.
Merk: Hvis en nodule eller indurasjon er palpated biopsi unormalt burde være utført.
3. TRUS sonde forberedelse
- Fest den p guiden til TRUS sonde.
- Bruke ultralyd gelé direkte til en ren TRUS sonde.
Merk: Ved UCLA, er alle TRUS sonder desinfisert via et automatisert system som bruker fordampet hydrogenperoksid løsning. - Passe en kondom cover på TRUS sonde direkte over ultralyd gelé og sikre det på plass med en strikk.
4. administrere Periprostatic Nerve blokk
- Forsiktig inn smurt slutten-brann TRUS sonden pasientens endetarmen. Fremme sonden til en todimensjonal (2D) tverrgående visning av prostata er synlig på skjermen og Juster sonden til omtrentlig midten av prostata er synlig.
- Få en estimert prostata volumet ved å måle prostata høyde, bredde og lengde. Beregne prostata spesifikke antigen (PSA) tetthet ved å dele PSA verdien av prostata volumet.
- Aktivere den biopsi guide på skjermen for å visualisere nål bane.
- Rotere og fremme sonden til krysset mellom prostata og seminal vesicle er visualisert, som representerer området der prostatic nevrovaskulære bunten inn kjertel.
- Sett inn en 22 G spinal nål gjennom nål guide kanalen på TRUS sonden. Forhånd nålen i krysset mellom prostata og seminal vesicle.
- Infiltrere dette rommet med 10 kopi av 1% lidokain, opprette en ultralyd wheal.
Merk: Riktig infiltrasjon vil føre en separasjon av sædblærene og prostata fra endetarms veggen. - Justere TRUS sonden å administrere periprostatic nerve blokk på kontralateral side. Vente 1 min for tilstrekkelig anestesi oppnås.
5. dock sporing armen
- Justere TRUS sonden slik at prostatas største diameter er synlig i tverrgående retning.
- Plasser arbeidsstasjon handlekurven ved pasienten for å visualisere arbeidsstasjon skjermene mens også observere pasienten.
- Kontroller at sporing armen er i "park" posisjon. Sted to sporing armer ca 90° fra hverandre.
- Låse opp bane armen og plasser den rett under TRUS sonden mens du holder TRUS sonden i stedet i pasientens endetarmen.
- Løft tracker armen for å plassere TRUS sonden i vugge sporing armen og sikker låsen. TRUS sonden er nå sikre.
- Låse stabiliserende armen.
6. tredimensjonale bildeopptak
- Sakte rotere TRUS sonden klokken langs den lange aksen for ca 200°.
Merk: Den ultralyd systemet vil anskaffe 2D-bilder og rekonstruere dem for å lage en 3D ultralyd modell som er lagret i programvare-plattformen. - Skissere prostata ved å plassere 6−8 grønne digital markører langs grensen i begge tverrgående og sagittal bildene vises i skjermbildet arbeidsstasjon. En 3D rekonstruksjon av prostata vil deretter opprettes av programvaren og vises.
- Gjennomgang 3D ultralyd modell av prostata å sikre prostata er synlig i alle sektorer.
- Forbedre foreslåtte grensene for prostata på 3D ultralyd gjenoppbygging ved å klikke riktig prostata grensen på gråtonebildet. Bare utføre avgrensning hvis det er et avvik mellom grønne konturen og sanne grensen prostata.
7. MRI registrering
- Utføre stive registrering i saggital retning av Mr, som vises på skjermen. Velg to landemerker på MR bildet (f.eks: superior-de fleste punkt og mindreverdig mest punkt i prostata langs veggen endetarmen) og digital merketråd på hver. Plass to digitale markører på tilsvarende landemerker på vises ultralyd bildet.
- Utføre stive registrering i tverrgående retning. Igjen velger to landemerker på Mr bildet (f.eks fremre mest poeng og bakre mest poeng i prostata) og plassere en digital markør på hver. Plass to digitale markører på tilsvarende landemerker på vises ultralyd bildet.
Merk: Elastisk registrering utføres automatisk når du har valgt "Neste"-knappen på skjermen.
8. mål oppkjøp
Merk: Formet mål fra mpMRI samt digitale indikatorer viser en mal for systematisk biopsi er nå lagt på 3D-prostata modellen opprettet under oppkjøpet trinnet.
- Velg første Avkastningen å være biopsied.
- Trykke ned clutch nær tracker arm håndtaket å løslate tracker armen bremsesystem. Forsiktig flytte bane armen mot ønsket målet. Når gule digital markøren er på ønsket sted over målet-nå uthevet i rødt, slipper clutch å reengage bremsene på bane armen. Bane armen er nå sikker i rommet.
- Frigjøre rotasjon bremsen ved å skyve spaken bare venstre på bane arm håndtaket frem. Forsiktig rotere tracker armen for å justere gule digital markøren til det er superimposed på ønsket målet. Dra i spaken for å reengage roterende bremsene.
9. bevegelses kompensasjon
- Før hver biopsi, vurdere om live ultralyd bildene forbli registrert i ultralyd gjenoppbygging. Hvis grensen av prostata på live ultralyd finnes i en rekke grønne digital markørene, videre til del 10. Hvis den grønne digital markørene avgrense ikke lenger riktig grensen av prostata, utføre Bevegelseskompensasjon.
- Velg kompensasjon bevegelse på skjermen.
- Velg tre landemerker på 3D prostata rekonstruksjon og plassere en digital markør på hver. Sted digital markører på tilsvarende landemerkene i live ultralyd visningen av prostata for å bringe 3D-modellen tilbake til registrering med live ultralyd.
10. prostata biopsi og p opptak
- Plass 18 G biopsi pistolen i p guiden montert på TRUS sonden.
- Mens observere skjermen, forhånd biopsi nålen mot det røde bowtie-formet visuelle hjelpemiddelet som vises over live ultralyd bildet. Forhånd pinne-spissen å skjære midten av bowtie-formet markøren.
- Trykke ned fotbryteren pedalen for å registrere en rekke 2D ultralyd bildene for 3D biopsi plasseringen opptak, som brukes til å merke stedet for den fullførte biopsy og kan bli revisited senere for fremtidige gjennomgang.
- Brann biopsi nålen ved å trykke knappen på biopsi pistolen. Ekstra oppmerksom på strek nålen på ultralyd.
- Slipp fotbryteren for å stoppe p opptak og deretter fjerne biopsi pistolen fra nålen guide.
- Hånd biopsi pistolen til hjelperen. La hjelperen åpne skjede og innskudd biopsi kjernen i sin egen merket prøven kopp som inneholder 10% bufret formalin.
11. nål segmentering
- Gjennom nål bane innspillingen og observere den hvite strek nålen oppretter sett med ultralyd. Sammenligne stripe på innspilte ultralyd rammene til rød p auto-segmentering linjen som vises som et overlegg i popup-vinduet. Lagre p auto-segmentering hvis det er riktig å lagring stedsinformasjonen for denne biopsi kjerne.
-
Hvis p auto-segmentering er unøyaktig, korrigere banen manuelt.
- Bruk veksle pilene til å bla gjennom nålen opptak sekvens til p bilderammen blir funnet.
- Define pinne-spissen og bane ved å merke poeng tilsvarer begynnelsen og slutten av p-strek. Klikk på spissen av strek definere pinne-spissen og klikk på bunnen av den strek å definere nål banen.
- Lagre denne p segmentering eller justere igjen.
Merk: Bevarer permanent lagrer stedsinformasjonen for denne biopsi kjerne og legge den på 3D-modellen.
12. gjenværende vev utvinning
- Gjenta deler 8−11 til vev er Hentet fra alle ønsket plassering.
- Bestemme antall kjerner hente fra hver mpMRI anerkjente avkastning. For å sikre at hver avkastning er godt samplet, kan du vurdere å skaffe kjerner ved angitte intervaller (f.eks hver 3 mm), eller fra både sentrum og periferien.
13. konkludere biopsi økten
- Låse opp stabilisator armen. Fjern TRUS sonden fra pasientens endetarmen. Bruk trykk med gasbind pads for 5 min for å lette hemostasen.
Representative Results
Mellom 2009 og 2015, 1,042 menn gjennomgikk MRI / amerikansk fusion biopsi ved UCLA for enten opphøyet PSA, unormal digitale endetarms eksamen, eller bekreftelse av lav-risiko prostatakreft hos pasienter vurderer aktive overvåking. Fag gjennomgikk mpMRI av prostata med en 3 Tesla magnet før biopsi. ROIs ble klassifisert et 1−5 Likert poengsystem basert mistenkt for kreft som ble utviklet ved UCLA før etableringen av PI-RADS. I likhet med PI-RADS, UCLA score er basert på T2-vektet bildebehandling, DWI og DCE. Områder klassifisert som "1" hadde normal T2-vektet bildebehandling, normal DCE og ADC på DWI av > 1.2 x 10-3 mm2/s, mens områder klassifisert som "5" hadde en mørk nodule med masse effekt på T2-vektet bildebehandling, dypt unormal DCE og ADC på DWI av < 0,6 x 10 -3 mm2/s.
Etter mpMRI, MRI bildene ble overført til fusion biopsi systemets kontur software som Avkastningen kontur ble utført, og deretter sendt til Mr / amerikansk fusion biopsi enhet. Dette systemet ble brukt til å få målrettet kjerner fra ROIs (hvis tilgjengelig). Alle pasienter som gjennomgikk en 12 prosessorkjerner systematisk biopsi bruker en mal generert av fusion systemet uansett om målrettet biopsi ble utført. Alle sextants ble valgt under systematisk biopsi, inkludert de som inneholdt ROIs. Primære resultatet var påvisning av klinisk signifikant prostatakreft, definert som Gleason score ≥7. Påvisning av klinisk signifikant prostatakreft var forhold mellom forskjellige fusion biopsi strategiene i pasienter med minst 1 Avkastningen av ≥ klasse 3. Biopsi strategier forhold var målrettet biopsi, systematisk biopsi og samtidige ytelsen til både målrettet og systematisk biopsi i samme økt, kjent som den "kombinasjon biopsy."
Figur 3 viser ytelsen til kombinasjon biopsi sammenlignet med målrettet biopsi og systematisk biopsi. Blant alle pasienter hadde 825 pasienter minst en avkastning klassifisert som klasse 3 eller høyere. For maksimal avkastning klasse, 435 pasienter hadde en klasse 3 leksjonen, 301 hadde en klasse 4 leksjonen og 89 hadde en klasse 5 leksjonen. Blant 825 pasienter med en avkastning ≥ klasse 3 hadde kombinasjon biopsi den største oppdagelsen rate for klinisk signifikant kreft. Mens 289 tilfeller av klinisk signifikant sykdommen ble oppdaget via kombinasjon biopsi, 229 pasienter med klinisk signifikant sykdom ble identifisert med målrettet biopsi alene og 199 ble identifisert med systematisk biopsi alene. Kombinasjon biopsi også identifisert et større antall høy risiko (≥Gleason 8) prostatakreft tilfeller med 89 høy risiko tilfeller diagnostisert med kombinasjon biopsi sammenlignet med 74 via målrettet biopsi alene (p < 0,001) og 51 med systematisk biopsi alene (p < 0,001) . I denne gruppen, ville 15 pasienter med høy risiko sykdom ellers vært udiagnostisert hvis bare målrettet biopsi ble utført.
Identifikasjon av klinisk signifikant prostatakreft var direkte knyttet til Avkastningen klasse. 80% av menn med karakter 5 ROI hadde Gleason ≥7 sykdom forhold til 24% menn med karakteren 3 avkastning. Kombinasjon biopsi likeledes outperformed både målrettet biopsi og systematisk biopsi for alle karakterer av Avkastningen (Figur 4).
Figur 1 : Transrectal ultralyd bildet av prostata. Konvensjonelle transrectal ultralyd (TRUS) bilde av prostata i tverrgående retning. Oransje prikker avgrense sextant biopsi plan. TRUS metoden er vanligvis blind svulst sted siden de fleste svulster ikke er synlige på ultralyd. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2 : 3D rekonstruksjon av prostata. 3D rekonstruksjon av prostata (øvre panel) og MRI med synlige områder av interesse (ROI) vises i tverrgående, sagittal og koronale (nedre panel). Avkastningen er vist i grønt (øvre) og formet i grønt (nedre). Kjerner positivt for malignitet vises i rødt. Andre kjerner i blått er negative, gjør denne pasienten en potensiell fokal terapi. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3 : Diagnostic ytelsen til systematisk biopsi, målrettet biopsi, og kombinert tilnærming hos pasienter med mpMRI avslørt minst én Avkastningen av klasse ≥3 (n = 825). Antall pasienter diagnostisert med prostatakreft (CaP, y-aksen) versus biopsi strategien (x-aksen) vises. Kombinere målrettet og systematisk biopsier resulterte i oppdaging av 60 klinisk signifikant kreft ubemerket av enten alene (lys grå, p < 0,001 versus systematisk og målrettet alene), og en ekstra 15 høy risiko tilfeller (svart, p < 0,001 versus systematisk og målrettet tilnærming). Dette tallet er tilpasset med tillatelse fra Filson et al.19. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4 : Forholdet mellom Avkastningen klasse og tilstedeværelsen av kreft. Denne illustrasjonen viser andelen av pasienter med ≥1 avkastning på MRI (n = 825) med diagnosen klinisk signifikant CaP (n = 289, 35%) (y-aksen) stratifisert etter ROI klasse (x-aksen). Kombinasjon biopsi (sjekket svarte) resultater enn systematisk biopsi (mørk diagonal barer) og målrettet biopsi (lett skravert barer) over alle avkastning karakterer (p < 0,001). Samlet, 80% av pasienter med karakter 5 ROI hadde klinisk signifikant CaP (mot 24% karakteren 3 avkastning, odds ratio 9.05, 95% konfidensintervall 4.96-16,50). Dette tallet er tilpasset med tillatelse fra Filson et al.19. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5 : Vekst av Mr / amerikansk fusion biopsier ved UCLA. Diagrammet viser antall MRI / amerikansk fusion biopsier utført årlig ved UCLA siden starten av programmet i 2009. Ved UCLA brukes den nye teknologien for første gang biopsi, gjenta biopsi og serielt for menn i aktive overvåking. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Artemis (Eigen, USA) |
Posisjon-kodet leddene på robotarm | I/ut og roterende bevegelse bare (fast for mekanisk arm) | Transrectal | Robotarm minimerer menneskelig feil Trening nødvendig å lære programvaren og manuell manipulasjon av TRUS biopsi via mekanisk arm |
| BioJet (GeoScan Medical, USA) |
Posisjon-kodet leddene på robotarm | I/ut og roterende bevegelse | Transrectal eller transperineal | TRUS-sonden montert vinkel-sensing mekanisk arm som eksporterer informasjon om sonden posisjon til arbeidsstasjonen. |
| BiopSee (Pi medisinsk, Hellas) |
Posisjon-kodet leddene på robotarm | I/ut og roterende bevegelse bare (fast for mekanisk arm) | Transperineal | Biopsi oppsett som ligner brachyterapi; Diagnostiske oppsett kan potensielt brukes for behandling oppsett. TRUS sonde guider transperineal biopsier |
| Sanntid virtuelle Sonography (Hitachi, Japan) | Elektromagnetiske felt Generator for co-registrering av MRI og amerikanske bilder | Fritt bevegelige hånd | Transrectal eller transperineal | Hovedsakelig brukes i Japan; lite studert andre steder |
| UroNav (Invivo, USA) |
Elektromagnetiske felt Generator for co-registrering av MRI og amerikanske bilder | Fritt bevegelige hånd | Transrectal | Første office-baserte fusion plattformen på markedet Kjent Frihånd TRUS tilnærming |
| Urostation (Koelis, Frankrike) | Programvare bildebasert sporing (3D amerikanske volum elastisk del 3D MR bilde i sanntid) |
Fritt bevegelige hånd | Transrectal | Vanligste plattformen i Europa Bruker rent 3D TRUS image sporing uten bjelke-sporing ekstern maskinvare. |
Tabell 1: Mr / amerikansk fusion enheter vanligvis brukes i USA og internasjonalt. Denne tabellen er tilpasset med tillatelse fra Elkhoury et al.17.
Discussion
Bruk av Mr / amerikansk fusion å veilede prostata biopsi lover store fordeler fremfor tradisjonelle TRUS veiledning i diagnostisering og overvåking av prostatakreft. TRUS biopsi er unik blant bilde-guidede biopsier vev ikke er Hentet fra bestemte lesjoner, siden fleste av prostatakreft er usynlig på ultralyd18. MpMRI har aktivert urologer og radiologer å visualisere og risiko-stratify prostata lesjoner, bidrar til triage pasienter mot eller bort fra biopsi. Mr amerikansk fusion biopsi teknologi muliggjør prøvetaking av MRI-synlig lesjoner med stor nøyaktighet og reproduserbarhet, og dermed forbedrer påvisning av klinisk signifikant kreft sammenlignet med konvensjonelle TRUS biopsi.
Størst verdi av Mr / amerikansk fusion teknologi ligger i dens evne til å nøyaktig prosjektet MRI-oppdaget ROIs på TRUS bilder for målretting. Nøyaktig overliggende Mr og TRUS bilder er derfor viktig. Flere kritiske trinn utført under MRI / amerikansk fusion biopsi, enten automatisk eller kliniker input-øke nøyaktigheten til hver biopsi. Først og fremst er Bevegelseskompensasjon, initiert av klinikerne. Pasienten bevegelse, selv om svak, er uunngåelig under en unsedated biopsi og kan bytte overlegget MRI data til TRUS bilder. Resultatet er en "målrettede biopsi" som savner sitt mål. Bevegelseskompensering bringer både Mr og TRUS bilder tilbake i Registrering med hverandre. Det er viktig å utføre Bevegelseskompensasjon under MRI / amerikansk fusion biopsi for å bekrefte fravær av bevegelse og ofte vurdere om Mr og TRUS bilder forblir nøyaktig oppå.
Kompensasjon for andre typer prostatic forvrengning utføres også i Mr / amerikansk fusion biopsi. Stive registrering, også fremført av kliniker, korrigerer for prostata retning forskjeller basert på pasientens posisjonering. Disse avvikene oppstå fordi mpMRI opp mens pasienten i supine posisjon, mens 3D ultralyd er ervervet mens pasienten er i laterale liggesår. Når stive registreringen er fullført, utføres automatisk elastisk registrering av programvaresystemet. Elastisk registrering kompenserer for komprimering av prostata fra TRUS sonden. Disse avanserte programvare-mediert funksjoner av Mr / amerikansk fusion aktiverer den nøyaktig utvalg av ROIs, dermed forsterke kreft gjenkjenning.
Under målrettet biopsi, må være forsiktig å sikre riktig utvalg av en avkastning. Biopsy av ROIs med høyeste mistanke (som definert av PI-RADs v2) skal utføres først, etterfulgt av ROIs med lavere nivå mistanke, og til slutt den systematiske sextant biopsy. Denne anbefalingen er basert på ideen om at sporing og bildekvalitet kan redusere med hver biopsi skyldes kjertel bevegelse, prostata ødem, hematoma utvikling. Nøyaktig målrettet biopsi er avhengig av minimal anatomiske avvik mellom prostata mpMRI og TRUS.
Når prøvetaking ROIs, bør leger følge en biopsi strategi som maksimerer prøvetaking av mistenkelig vev samtidig minimere biopsi tid og pasienten ubehag. En slik strategi innebærer å få alle kjerner fra midten av Avkastningen. Denne metoden kan teoretisk vev innenfor en avkastning som skal avsøkes selv om registrering av Mr og TRUS er litt skjevt. En annen strategi er å prøve midten av Avkastningen samt regioner i periferien som kan havn en annen materialklasse kreft. Større ROIs krever et større antall kjerner å sikre riktig prøvetaking. Ved UCLA er generell retningslinje å oppnå 1 kjernen av vev hver 3 mm på den lengste aksen. Alle biopsier rettet mot en avkastning anses å være målrettet biopsier.
De siste årene, har en innsats blitt gjort endre prostatakreft screening metoder for å redusere overdiagnostikk og overtreatment. Betydningen av diagnostiske metoder som bærer en høy avkastning for klinisk signifikant sykdommen har økt. På grunn av nøyaktigheten av MRI-amerikansk fusion for biopsi veiledning, har klinikere søkt større gjennomføringen av denne teknologien11,15,16. Ved UCLA, har mer enn 3500 fusion biopsier utført siden programmet ble i 2009, en erfaring blant landets største (figur 5). Det har vært fortsatt vekst av programmet som verdien av Mr / amerikansk fusion er stadig mer anerkjent og nye bruksområder er utviklet. Evne til denne teknologien skal oppdateres foci kreft bedt om etableringen av en aktiv overvåking program basert på Mr / amerikansk fusion biopsi. Siden 2009, har mer enn 750 menn med lav risiko prostatakreft blitt registrert. Hver pasient gjennomgår MRI / amerikansk fusion biopsi hvert 1−2 år skal oppdateres både de opprinnelige foci av kreft og systematisk, andre deler av prostata. Pasienter med ingen patologisk progresjon forblir på aktive overvåking og unngå radikale behandling (og mulige bivirkninger av slike behandlinger). Diagnose og overvåking av pasienter med Mr / amerikansk fusion teknologi fører til bedre oppdagelsen ratene av disse pasientene trenger behandling.
Under første biopsi bruke MRI / amerikansk fusion, systematisk prøvetaking oppnås sammen med målrettet utvalg av synlig lesjoner. I denne kombinasjon biopsi, begge biopsi metodene utføres ved hjelp av Mr / amerikanske fusion systemet. Stedet for hver biopsi kjernen registreres, både innenfor og utenfor MRI-synlig lesjoner. Den kombinasjon biopsy via Mr / amerikanske fusion systemet tillater påvisning av flere klinisk signifikant prostatakreft enn enten metoden alene19. Hvorfor noen lesjoner er ubemerket av Mr er fortsatt uklart. Noen morphologies av prostata kreft, som den aggressive cribiform variasjonen, er ikke lett kan skilles fra rundt normalt vev på Mr20. Usett kreft foci senere oppdaget på hele mount patologi er ofte små og lesjoner mindre enn 0,5 kopi er ofte usynlig på Mr21. Om små i volum kan disse lesjonene har relativt store flater, noe som gjør dem mer sannsynlig å bli oppdaget via systematisk biopsi enn målrettet biopsi. Systematisk biopsi via Mr / amerikansk fusion enheten kan også være mer gunstig enn konvensjonelle TRUS systematisk biopsi, siden programvaren er i stand å foreslå biopsi steder som bidrar til å sikre en selv utvalg av hele prostata. Dette gjør at tilordningen av anatomiske steder tradisjonelt vanskelig å biopsi, som fremre prostata, og lar dem være inkludert idet del av systematisk biopsi.
Til rette for diagnose, MRI / amerikansk fusion teknologi har potensial for bruk i behandling av prostatakreft. Bruke fusion systemer, lesjoner av kreft er nøyaktig kartlagt og kan deretter målrettes spesielt for behandling. Kjent som "fokal terapi", er disse typer selektiv behandling som brukes til å behandle lav og middels risiko sykdom som alternativer til radikale terapi. Nylig en fase jeg klinisk studie på fokal laser ablasjon av prostatakreft ble utført Mr / amerikansk fusion teknologi å gjøre nøyaktig målretting hver middels risiko svulst22. Etter behandling, pasienter var overvåket med mpMRI og hatt gjenta Mr / amerikansk fusion målrettet biopsi av behandlet lesjonene å vurdere for vedvarende kreft. Vurdere hvor vellykket fokal terapi ville være utfordrende uten evne til nøyaktig oppdaterer bestemte steder, som aktiveres av programvare sporing.
Mr / amerikansk fusion biopsi har også ulemper. Først og fremst relegates kostnadene å iverksette dette systemet er det primært til faglige sentre og stor gruppe praksis. En Mr / amerikansk fusion enhet kan koste oppover $150.000 til å kjøpe. Utgifter er ikke begrenset til selve enheten, men. For å fullt ut dra nytte av teknologien, må pasienter ha tilgang til både multiparametric prostata MRI og spesielt opplærte uro-Røntgenleger. Community-baserte praksis-der fleste pasienter i USA er behandlet, vil sannsynligvis kunne implementere fusion teknologi på grunn av kostnader. En annen impedans til adopsjon av denne teknologien er tiden det tar å utføre en fusion målrettet biopsi. Med hjelp av en utdannet assistent krever hver biopsi omtrent 15 minutter, ikke inkludert tiden det tar å laste opp og se gjennom data og MRI. To til tre konvensjonelle TRUS biopsies kan fullføres i den samme tidsperioden, som kan tjene som en økonomisk disincentive for noen urologer. I studier ennå, er den nye teknologien antatt å være kostnadseffektivt på grunn av økt effektiviteten av kreftdiagnose.
Mennene diagnostisert med prostatakreft fortsetter å være overtreated. Mr / amerikansk fusion biopsi teknologi har potensial til å dramatisk endre profilen til menn diagnostisert med denne sykdommen. Med mindre påvisning av ubetydelig sykdom og en større avkastning av klinisk signifikant svulster, kan vi snart diagnostisere hovedsaklig de som ville ha nytte av overvåking og behandling.
Disclosures
Dr. Marks er medgrunnlegger av Avenda Health, Inc.
Acknowledgments
Forfatterne ønsker å erkjenne Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) for hans kundestøtte med dette prosjektet.
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).
