Биопсия предстательной железы под контролем когнитивного слияния с использованием мультипараметрической магнитно-резонансной томографии и трансректального ультразвука

Резюме

Биопсия предстательной железы является золотым стандартом диагностики рака предстательной железы. Биопсия предстательной железы под контролем когнитивного слияния, которая сочетает в себе трансректальное ультразвуковое исследование с предварительно измеренными параметрами МРТ, повышает точность биопсии и увеличивает частоту выявления клинически значимого рака предстательной железы.

Аннотация

Традиционная трансректальная биопсия предстательной железы под контролем УЗИ (ТРУЗИ) имеет ограниченную чувствительность и специфичность, особенно для выявления рака предстательной железы на ранних стадиях, из-за отсутствия точного определения поражения. Усовершенствованный метод биопсии предстательной железы под контролем когнитивного слияния был разработан для улучшения нацеливания на поражение путем интеграции трех параметров многопараметрических изображений предстательной железы (mpMRI) в изображения TRUS. Измерение мпМРТ предстательной железы первоначально проводится для получения трех ключевых параметров: угла поворота (α), расстояния от стенки прямой кишки (X) и расстояния от верхушки простаты (Y). Затем эти параметры когнитивно применяются в режиме реального времени при игольчатой биопсии предстательной железы под контролем ТРУЗИ для обнаружения поражений-мишеней. Этот усовершенствованный метод трансперинеальной когнитивной биопсии повышает точность диагностики, улучшает воспроизводимость и снижает зависимость от опыта оператора. Клиническое применение у 423 пациентов показало частоту выявления рака предстательной железы на уровне 73,5%, при этом 62,9% были классифицированы как клинически значимые виды рака. По сравнению с методами с интенсивным использованием оборудования, такими как МРТ-ультразвуковая фьюжн-биопсия, этот подход является экономически эффективным, практичным и хорошо подходит для более широкого клинического внедрения. Кроме того, гибкость метода поддерживает интеграцию с другими методами визуализации, такими как ^{ПЭТ/КТ с 68}Ga-PSMA, что еще больше повышает показатели выявления у пациентов с раком предстательной железы высокого риска.

Введение

Рак предстательной железы является серьезной проблемой глобального здравоохранения: по оценкам, в 2022 году во всем мире было зарегистрировано 1 466 680 новых случаев заболевания и 396 792 смерти. Рак предстательной железы является вторым по распространенности онкологическим заболеванием и пятой по значимости причиной смерти от рака среди мужчин¹. По прогнозам, к 2040 году число новых случаев рака предстательной железы возрастет до 2,9 миллиона, а смертность, как ожидается, достигнет 700 000^{человек2}. Ранняя диагностика и стандартизированное лечение имеют решающее значение для улучшения показателей выживаемости у пациентов с раком предстательной железы, а биопсия предстательной железы остается золотым стандартом ранней диагностики.

С 1968 года трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ) является важным инструментом для проведения биопсии предстательной железы. Тем не менее, чувствительность и специфичность биопсии предстательной железы под контролем ТРУЗИ ограничены на 65-74% и 40-57^{% соответственно}, особенно при выявлении^{поражений на} ранних стадиях или небольших объемов4. Чтобы преодолеть эти ограничения, многопараметрическая МРТ (мпМРТ) стала превосходным методом визуализации, обеспечивающим более детальную оценку ткани предстательной железы и улучшенную локализацию клинически значимого рака предстательной железы. По сравнению с традиционной биопсией под контролем ТРУЗИ, мпМРТ может более точно идентифицировать подозрительные поражения в предстательной железе и повысить точность целевых биопсий.

Было разработано несколько методов биопсии предстательной железы под контролем МРТ, использующих расширенные диагностические возможности мпМРТ предстательной железы. Эти методы включают биопсию предстательной железы с целью МРТ, трансректальное ультразвуковое исследование предстательной железы и биопсию предстательной железы под контролем когнитивного слияния ^7,8. Целенаправленная биопсия предстательной железы с помощью МРТ выполняется непосредственно внутри МРТ-сканера, что позволяет получать изображения во время биопсии в режиме реального времени. Эта методика обеспечивает отличную локализацию поражения; Однако это дорого и долго из-за длительных требований к визуализации и процедурам. МРТ-трансректальное ультразвуковое исследование фьюжн биопсия предстательной железы сочетает в себе МР-изображения и изображения ТРУЗИ в режиме реального времени с помощью специализированного программного обеспечения, что делает ее сложной и дорогостоящей.

В отличие от этого, биопсия предстательной железы под контролем когнитивного слияния включает в себя запоминание врачами мест поражения по МР-изображениям и мысленную интеграцию этой информации с ТРУЗИ в режиме реального времени во время биопсии. Этот метод не требует дополнительного оборудования, что делает его простым, экономичным и очень подходящим для клинического внедрения. Тем не менее, биопсия предстательной железы под контролем когнитивного слияния в значительной степени зависит от опыта врача, а процесс локализации поражения полностью зависит от памяти и суждения, что приводит к снижению воспроизводимости и ограничивает его более широкое применение. Для решения этих проблем был разработан усовершенствованный метод трансперинеальной когнитивной биопсии путем интеграции трех ключевых параметров изображений mpMR предстательной железы с TRUS. Этот метод обладает высокой воспроизводимостью, прост в исполнении и хорошо подходит для широкого клинического внедрения, предлагая значительную поддержку для точной диагностики рака предстательной железы. В данной статье подробно описывается протокол и клиническая полезность этого стандартизированного подхода, а также подчеркивается его потенциал для улучшения выявления рака предстательной железы в повседневной практике.

протокол

Это исследование с участием людей было проведено в соответствии с принципами, изложенными в Хельсинкской декларации. Письменное информированное согласие было получено от всех участников до их включения в исследование. Критерии включения и исключения были тщательно определены для обеспечения безопасности участников и пригодности процедуры.

1. Отбор пациентов

1. Установите следующие критерии включения для отбора пациентов: простатспецифический антиген (ПСА) > 10 нг/мл; наличие подозрительного узла предстательной железы, выявленного при пальцевом ректальном исследовании (DRE), независимо от уровня ПСА; подозрительные поражения, выявленные с помощью трансректального ультразвукового исследования (ТРУЗИ), МРТ или ПСМА ПЭТ/КТ, независимо от уровня ПСА; уровни ПСА в диапазоне от 4 до 10 нг/мл, сопровождающиеся f/tPSA < 0,16, и/или плотностью ПСА (PSAD) > 0,15 нг/^мл2, и/или скоростью ПСА (PSAV) > 0,75 нг/мл в год; аномальные результаты других тестов, связанных с простатой, такие как повышенный индекс здоровья предстательной железы (PHI) или положительные результаты на антиген рака предстательной железы 3 (PCA3) в моче.
2. Исключить участников из исследования на основании следующих критериев: острая инфекция или лихорадка в течение периода исследования; гипертонический криз; декомпенсированная сердечная недостаточность; тяжелые нарушения свертываемости крови; плохо контролируемые или нестабильные сопутствующие заболевания, такие как гипертония или диабет; тяжелые анальные или ректальные заболевания, включая прогрессирующий внутренний/внешний геморрой или значительную патологию прямой кишки/ануса; выраженное иммуносупрессивное состояние; тяжелые психические расстройства или нежелание или неспособность участников сотрудничать с процедурой.

2. Определение трехмерных координат поражения на мпМРТ

1. Тщательно изучите карты Т2-взвешенной визуализации (T2WI, Рисунок 1A), диффузионно-взвешенной визуализации (DWI, Рисунок 1B) и коэффициента кажущейся диффузии (ADC, Рисунок 1C) мультипараметрических МРТ (mpMRI) для выявления поражений предстательной железы.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Перед биопсией может потребоваться консультация радиолога для подтверждения местоположения поражения.
2. В качестве вершины используйте точку примерно в 7 мм от передней стенки прямой кишки. Проведите одну линию через среднюю линию тела, которую можно определить по лобковому симфизу или луковичному мочеиспускательному каналу. Проведите еще одну линию через центр поражения. Угол между этими двумя линиями представляет собой угловое смещение, записанное как α (рис. 2A).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Этот угол α используется для определения того, насколько ультразвуковой датчик повернут для выравнивания с поражением во время биопсии.
3. Измерьте расстояние от центра поражения до серозальной поверхности прямой кишки на последовательности T2WI и запишите его как X (рисунок 2A).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Расстояние X используется для определения точки введения иглы во время биопсии и определения места введения биопсийной иглы относительно прямой кишки.
4. Измерение расстояния от вершины предстательной железы (Y) Создайте плоскость, которая проходит как через центр вершины угла α, так и через центр поражения с помощью DICOM-просмотрщика с MPR (мультипланарной реконструкцией) или другой функцией среза. Измерьте расстояние от очага поражения до верхушки простаты в этой плоскости и запишите его как Y (рисунок 2B).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Расстояние Y имеет решающее значение для определения глубины проникновения иглы; Она соответствует глубине, на которую должна проникнуть биопсийная игла во время биопсии.

3. Подготовка пациента и визуализация

1. Примите пациента в положение для литотомии. Расположите ягодицы точно у центрального края стола для осмотра. Обе ноги симметрично поддерживаются в подставках для ног.
2. Втяните мошонку вверх и полностью обнажите область промежности.
3. Продезинфицируйте область промежности повидон-йодом (йодофором) и задрапируйте область, оставив место проведения процедуры доступным.
4. Подкожно ввести 1% лидокаин для местной анестезии в проекцию самой большой поперечной плоскости простаты на кожу промежности.
5. Аккуратно введите биплоскостной трансректальный ультразвуковой зонд (ТРУЗИ) в прямую кишку. Расположите зонд под углом 45° вверх относительно анального отверстия.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Точка введения анестезии обычно находится на расстоянии 1,5 см от анального отверстия (Рисунок 3).
6. Введите 1% лидокаин в мышцу, поднимающую плечо, капсулу предстательной железы и верхушку предстательной железы под ультразвуковым контролем в сагиттальной плоскости, чтобы обеспечить адекватную анестезию во время биопсии.

4. ТРУЗИ и когнитивное слияние

1. Выровняйте ультразвуковой датчик по средней линии, найдя плоскость на поперечном ультразвуковом изображении, которая точно совпадает с положением поражения на поперечном изображении T2WI на mpMRI. После идентификации держите датчик неподвижно и заморозьте ультразвуковое изображение на этом уровне поперечного сечения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что сагиттальная плоскость ультразвукового датчика выровнена со средней линией тела. В стандартном положении для литотомии сагиттальная плоскость зонда обычно располагается прямо над головой.
2. Заморозьте изображение и используйте центр датчика в качестве вершины для измерения угла α на ультразвуке. Совместите один край угла α с центральной направляющей линией на поперечном ультразвуковом изображении (рис. 4A).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Расположение другого края угла α, которое соответствует положению очага поражения на ультразвуковом изображении.
3. Разморозьте изображение и вращайте зонд до тех пор, пока центральная направляющая линия поперечного ультразвукового изображения не совпадет с положением поражения, определенного на МРТ. Удерживайте щуп неподвижно без дальнейшего вращения после того, как будет достигнут угол поворота на α.
4. Расположите ультразвуковой датчик в плоскости поражения, продвигая датчик горизонтально вдоль прямой кишки до тех пор, пока ультразвуковой датчик с линейной решеткой не отобразит изображение предстательной железы, после поворота датчика под правильным α углом.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Текущее отображаемое изображение соответствует плоскости поражения, определенной по результатам предыдущих измерений МРТ (Рисунок 4B).
5. Измерьте расстояние от серозальной поверхности прямой кишки до места, соответствующего ранее измеренному значению X на МРТ, подтверждая точку введения биопсийной иглы.
6. Измерьте расстояние от верхушки предстательной железы до места, соответствующего ранее измеренному значению Y на МРТ, в направлении, параллельном прямой кишке, обеспечив правильную глубину введения иглы для биопсии (рисунок 4B).
   ПРИМЕЧАНИЕ: Эти измерения X и Y подтверждают, что датчик правильно выровнен по поражению на ультразвуковом изображении, что позволяет точно нацеливаться во время биопсии.

5. Прицельная биопсия

1. Введите биопсийную иглу вдоль направляющей линии иглы, соответствующей расстоянию от прямой кишки (измеренному как X на ультразвуковом изображении) под ультразвуковым контролем в сагиттальной плоскости с помощью линейного матричного зонда.
2. Отрегулируйте глубину иглы в соответствии с ранее измеренным значением Y, которое представляет собой расстояние от верхушки простаты. Выполните 2-3 целевые биопсии в области поражения, как только будет достигнута правильная глубина (Рисунок 4B).
3. Повторите вышеуказанные шаги для каждого целевого поражения, если выявлены множественные поражения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Крайне важно поддерживать стабильность ультразвукового датчика, а координаты X и Y должны быть точно нанесены для каждого участка биопсии на протяжении всей процедуры. Чтобы обеспечить точность и уменьшить количество движений руки, рекомендуется использовать опорный кронштейн ультразвукового зонда.

6. Систематическая биопсия

1. Возьмите по одному биопсийному керну из верхушки, средней линии и основания как в периферической, так и в центральной зонах левой доли простаты.
2. Отрегулируйте положение щупа и возьмите по одному керну от вершины, средней линии и основания в обеих зонах; Затем повторите процесс на правой доле простаты.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется собрать в общей сложности 12 ядер во время систематической биопсии.

7. Завершение

1. Аккуратно извлеките зонд TRUS из прямой кишки, чтобы избежать дискомфорта после биопсии.
2. Очистите область промежности и прямой кишки стерильными салфетками, чтобы удалить остатки геля или крови.
3. Поместите каждое биопсийное ядро в предварительно промаркированные контейнеры с соответствующими консервантами. Пометьте каждый контейнер информацией о пациенте и местом проведения биопсии.
4. Транспортируйте помеченные контейнеры с биопсийными стержнями в лабораторию патологии для гистопатологического анализа.

Результаты

В этом случае биопсия предстательной железы под контролем когнитивного слияния точно определила клинически значимое поражение рака предстательной железы. Это поражение было выявлено с помощью МРТ в левой верхушке предстательной железы с максимальным диаметром око...

Обсуждение

Биопсия под контролем МРТ (МРТ-ГБ) является краеугольным камнем прицельной биопсии предстательной железы и включает в себя таргетную биопсию МРТ (МРТ-ТБ), МРТ-трансректальную ультразвуковую фьюжн-биопсию (FUS-TB) и когнитивную фьюжн-биопсию (COG-TB). МРТ-ТБ обеспечивает высо...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
5% Povidone-Iodine Solution	Chengdu Yong'an Pharmaceutical Co., Ltd.	H51022885	For disinfection of the surgical area
10% Neutral Buffered Formalin Fixative	Guangzhou Vigrass Biotechnology Co., Ltd.	24010506	For fixing biopsy tissue
AccuCARE Transperineal Solutions	CIVCO Medical Instruments Co., Inc	620-119	For supporting the probe
Injection syringe (20 mL)	Shandong weigao group medical polymer Co., LTD	20211001	For local anesthesia
Lidocaine	Hubei Tiansheng Pharmaceutical Co., Ltd.	H42021839	Diluted with saline to 1% for local anesthesia
MRI 3.0T	Philips	Ingenia	For prostate examination
RadiAnt DICOM Viewer	Medixant	V2024.1	For reading prostate MRI, outlining lesions, measuring distances, and angles
Single-use Biopsy Needle MC1820	Bard Peripheral Vascular, Inc.	REHU3231	For needle biopsy sampling
Single-use Sterile Needle 0.7 x 80 TWLB	Zhejiang Kangdeli Medical Devices Co., Ltd.	C20230923	For local anesthesia
Sodium chloride injection	Southwest pharmaceutical Co., LTD	H50021610	For diluting lidocaine
Ultrasound	BK Medical	bk3000-01	For guiding prostate biopsy