Presenteras häri är ett protokoll för att utföra riktad biopsi av prostata med hjälp av en MRI-ultraljud fusion system.
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.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
Författarna vill erkänna Rajesh Venkataraman (Eigen, Grass Valley, CA) för hans teknisk support med detta projekt.
Artemis Fusion Biopsy Machine | Eigen | ||
Disposable biopsy gun | Bard | MC 1825 | Disposable Core Bx Instrument (penetration depth 22mm, length of sample notch 1.8 cm, guage & needle length 18g 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 (10mg/mL) | ||
Lidocaine needle | Remington Medical | Ref CNM-2210(1) | Chiba Needle Marked; 22g (0.7mm) x 25.4 cm |
Needle Guide | Civco | Sterile Endocavity Needle Guide (with 2.6 x 30 cm and 3.5 x 20cm latex covers) | |
Reuseable biopsy gun | Bard | MN 1825 | Magnum 18G x 25cm Needle |
Ultrasound machine | Hitachi Aloka Noblus | C41V probe (End-Fire Transducer) | |
Water Soluble Lubricant | McKesson |