Клиническое значение технологии S-Fusion при исследовании предстательной железы
Дирк Клеверт, MD. Подразделение радиологии, LMU Мюнхена, Германия.
Введение
Рак предстательной железы (РПЖ) – наиболее распространенный вид рака у мужчин в Германии, выявляемый с частотой около 65 000 новых случаев в год [1].
Среди причин смерти от злокачественных новообразований РПЖ находится на третьем месте. В 2011 г. в Германии от РПЖ умерли более 13 000 человек [1].
Риск развития клинически значимого РПЖ зависит от возраста. Десятилетний риск возникновения этого заболевания для 35-летнего мужчины составляет < 0,1%, в то время как для 75-летнего – чуть ниже 6% [1]. В целом пожизненный риск заболевания достигает около 13%, риск смерти в течение жизни – 3,3% [1].
Из-за увеличения продолжительности жизни и улучшения диагностики выявляется больше заболевших РПЖ. Так, число случаев рака значительно возросло после внедрения в практику анализа на маркер опухоли – простатспецифический антиген (ПСА) [2].
Первоначальные патологические изменения в предстательной железе во многих случаях выявляют по повышению уровня ПСА и данным пальцевого ректального обследования. Если результаты этих исследований положительные, в клинических руководствах предлагают провести 10–12-позиционную биопсию предстательной железы под контролем трансректального ультразвука [3].
Однако этот метод биопсии не позволяет выявлять 19–52% всех опухолей и может приводить к недооценке их агрессивности по сравнению с результатами гистологического исследования (после радикальной простатэктомии) или более качественных методов биопсии (32–50%) [4–7].
Тем не менее по мере усовершенствования диагностики появляется возможность обнаруживать опухоли с низкой степенью агрессивности, не влияющие на выживаемость пациентов [8, 9].
При раннем целенаправленном выявлении РПЖ, как правило, удается обнаруживать на ограниченной стадии [10], так что пациенту можно предложить на выбор несколько вариантов лечения: от активного мониторинга или фокальной терапии до общепринятых методов лечения, например радикальной простатэктомии и/или лучевой терапии [11, 12].
Стандартное ультразвуковое исследование
Из урологических методов визуализации для оценки состояния предстательной железы чаще всего используют стандартное трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ). Метод ТРУЗИ идеально подходит для определения объема и облегчает выполнение рандомизированных биопсий предстательной железы. Однако возможности ТРУЗИ для обнаружения РПЖ ограничены, поскольку очаги карциномы часто бывают гипоэхогенные, но также могут быть изо- или гиперэхогенными [13, 14] (рис. 1, 2).


Это обстоятельство и большая зависимость от оператора, выполняющего исследование [15], вероятно, иногда являются причиной весьма противоречивых результатов в опубликованных исследованиях [15]. Например, гипоэхогенные образования с частотой 18–57% оказались злокачественными [16]. Чувствительность визуализации в этих исследованиях составила 15–96%, специфичность – 46–93% [17–19].
Из-за ограничений общепринятого метода биопсии предстательной железы под контролем ультразвука при обследовании рекомендуют, в отличие от прицельной биопсии других солидных органов, использовать систематическую биопсию.
Мультипараметрическая магнитно-резонансная томография (МРТ) предстательной железы
В настоящее время мультипараметрическую МРТ (mpMRI) считают ведущим методом визуализации для обнаружения и характеристики РПЖ, обладающим высокой диагностической значимостью. МРТ особенно активно используют при сохраняющемся подозрении на рак после отрицательного результата биопсии под контролем трансректального ультразвука [20, 21].
На сегодня мультипараметрическая МРТ позволяет одновременно получать анатомические и функциональные данные. При обследовании используют главным образом морфологическую визуализацию с Т2-взвешенными изображениями (T2W), диффузионно-взвешенными изображениями (DWI) и расширенную визуализацию с динамическим контрастным усилением (DCEMRI) [22].
Преимуществом МРТ является разнообразие вариантов контрастного усиления изображения, позволяющее проводить структурную визуализацию и оценивать различные аспекты состояния здоровой и патологически измененной ткани. Для морфологической визуализации предстательной железы важны T2-взвешенные последовательности высокого разрешения, поскольку они обеспечивают наилучшую визуализацию зональной анатомии предстательной железы и ее капсулы и позволяют оценить распространение опухоли, особенно вне предстательной железы [22, 23].
По этой причине mpMRI облегчает хирургу перед плановой радикальной простатэктомией принятие решения о возможности сохранить нервно-сосудистые пучки [24–26].
С 2012 г. выходят руководства с оценкой результатов применения МРТ [27]. Отдельные поражения классифицируют по системе PI-RADS (prostate imaging reporting and data system – система оценки данных и составления заключения по МРТ) и суммируют результаты по 5-балльной шкале (табл. 1).
Значение | |
PI-RADS 1 | Очень низкий (клинический значимый рак крайне маловероятен) |
PI-RADS 2 | Низкий (клинический значимый рак маловероятен) |
PI-RADS 3 | Промежуточный (клинический значимый рак умеренно вероятен) |
PI-RADS 4 | Высокий (клинический значимый рак вероятен) |
PI-RADS 5 | Очень высокий (клинический значимый рак весьма вероятен) |
Биопсия под контролем комбинированной МРТ
В повседневной практике мы используем ультразвуковую систему Samsung RS85 (Samsung Medison Co., Ltd) для комбинированного УЗИ с МРТ простаты.
Для того чтобы выполнить биопсию под контролем комбинированной МР-УЗ-визуализиции у пациентов с подозрительными находками при МРТ, используется технология совмещения изображений. Во время этой процедуры ультразвуковое и МР-изображения совмещают в режиме реального времени (рис. 3). В дополнение к систематической биопсии это совмещение изображений можно использовать для биопсии подозрительных участков, выявленных при МРТ [28].

Для этого метода комбинированной визуализации необходимы генератор магнитного поля, совместимые сенсоры, которые устанавливают на трансдьюсере и на теле пациента. Кроме того, на ультразвуковом сканере должно быть установлено соответствующее программное обеспечение. Сенсор трансдьюсера и сенсор на теле пациента обнаруживаются магнитной системой позиционирования, точно рассчитывающей положение сенсоров в зоне проведения исследования. Для комбинированной визуализации можно использовать данные DICOM для всех основных методов томографии. Данные DICOM загружают в ультразвуковую систему и выполняют регистрацию данных на втором этапе. Регистрация изображения может быть выполнена вручную или автоматически, по данным о плоскости или по объемной визуализации [29–31].
После успешного совмещения изображений зарегистрированные МР-изображения перемещаются синхронно с плоскостью ультразвукового изображения. Зарегистрированные изображения можно также просматривать методом наложения или «бок в бок». На комбинированном изображении можно использовать обычные инструменты УЗИ, например цветовую допплерографию, энергетическую допплерографию, УЗИ с контрастированием [32– 34].
После запуска программного обеспечения для предстательной железы в системе открывается доступ к алгоритму автоматической калибровки, улучшающему выявление контура предстательной железы и автоматически рассчитывающему ее объем (рис. 4). Кроме того, контур железы можно в той или иной степени исправить вручную (рис. 5).


В системе можно использовать алгоритм коррекции деформаций, повышающий точность регистрации путем коррекции на деформацию ткани предстательной железы, возникающую при надавливании датчиком во время исследования, что также может быть полезно в случае прицельной биопсии (рис. 6–9).




Для компенсации возможных движений доступен специальный трекер пациента, позволяющий изменять положение пациента во время вмешательства без необходимости повторно регистрировать данные МРТ.
Регистрация ультразвуковых и МР-изображений при комбинированной визуализации улучшает пространственную ориентацию и позволяет лучше обнаруживать подозрительные очаговые образования и прицельно проводить их биопсию. Кроме того, этот метод позволяет оценить микроваскуляризацию, непосредственно сравнивая ее с изображениями в срезе [35–37].
В клинической практике метод комбинированной визуализации можно использовать для биопсии предстательной железы или после инвазивных процедур [38–43].
Вся процедура занимает менее 10 мин, включая загрузку данных МРТ в ультразвуковую систему, регистрацию изображения и выполнение биопсии. Во время регистрации также автоматически определяется объем предстательной железы, и в наборе данных 3D-МРТ можно отобразить ранее проведенные биопсии. Технология S-Fusion™ для предстательной железы поддерживает функцию автоматической калибровки в режиме реального времени, повышающую точность и надежность проведения вмешательств. 3D-моделирование предстательной железы по наборам данных МРТ обеспечивает безопасную навигацию и точное прицеливание во время биопсии, а также позволяет локализовать область биопсии в объемном изображении предстательной железы (рис. 10–14).





Заключение
До настоящего времени «золотым стандартом» подтверждения диагноза РПЖ считают 12-позиционную биопсию железы под контролем трансректального ультразвука. Этот традиционный метод широко доступен и экономически эффективен. В последние годы появились новые клинические и технические разработки в области МРТ и методы прицельной биопсии под контролем визуализации, позволившие значительно улучшить выявление, локализацию и оценку стадии РПЖ [44, 45].
Чувствительность обнаружения клинически значимых опухолей по сравнению с 12-позиционной биопсией под контролем трансректального ультразвука удалось значительно увеличить путем интеграции в процедуру биопсии многопараметрической МРТ (mpMRI), в настоящее время признанной лучшим методом визуализации предстательной железы [40, 46].
M.M. Siddiqui и соавт. [40] в опубликованной когорте из 1003 пациентов показали, что биопсия под контролем комбинированной МРТ/ТРУЗИ-визуализации по сравнению с обычной биопсией позволяет обнаруживать на 30% больше значимых случаев РПЖ высокого риска (р < 0,001) и в то же время на 17% меньше случаев незначимого РПЖ (р = 0,002). Значимость метода биопсии под контролем комбинированной МРТ-визуализации для показаний к повторной биопсии убедительно подтверждена в исследованиях с участием нескольких тысяч пациентов [40, 47–51].
Поддерживаемые системы: RS85
Литература
- Robert-Koch-Institut. Prostatakrebs. http://www.krebsdaten.de/Krebs/DE/Content/Krebsarten/Prostatakrebs/ prostatakrebs_node.html
- Herlemann A., Kretschmer A., Apfelbeck M. et al. Prostate Cancer – Update 2017 // MMW Fortschr Med. 2017; 159 (4): 58–65.
- Deutsche Gesellschaft für Urologie e. V. Interdisziplinäre Leitlinie der Qualität S3 zur Fr herkennung, Diagnose und Therapie der verschiedenen Stadiendes Prostatakarzinoms 2014. Deutsche Gesellschaft für Urologie e. V., Düsseldorf.
- Roethke M.1, Anastasiadis A.G., Lichy M. et al. MRI-guided prostate biopsy detects clinically significant cancer: analysis of a cohort of 100 patients after previous negative TRUS biopsy // Wld J Urol. 2012; 30 (2): 213–218. doi: 10.1007/s00345-011-0675-2. Epub 2011 Apr 22.
- Shaw G.L., Thomas B.C., Dawson S.N. et al. Identification of pathologically insignificant prostate cancer is not accurate in unscreened men // Br J Cancer. 2014; 110 (10): 2405–2411.
- Siddiqui M.M., Rais-Bahrami S., Turkbey B. et al. Comparison of MR/ultrasound fusion-guided biopsy with ultrasound-guided biopsy for the diagnosis of prostate cancer // JAMA. 2015; 313 (4): 390–397.
- Ukimura O., Coleman J.A., de la Taille A. et al. Contemporary role of systematic prostate biopsies: indications, techniques, and implications for patient care // Eur Urol. 2013; 63 (2): 214–230.
- Eggener S.E., Badani K., Barocas D.A. et al. Gleason 6 Prostate Cancer: Translating Biology into Population Health // J Urol. 2015; 194 (3): 626–634.
- Lund L., Svolgaard N., Poulsen M.H. Prostate cancer: a review of active surveillance // Res Rep Urol. 2014; 16 (6): 107–112.
- Hoedemaeker R.F. et al. Histopathological prostate cancer characteristics at radical prostatectomy after population based screening // J Urol. 2000; 164: 411–415.
- Mottet N. et al. EAU-ESTRO-SIOG Guidelines on Prostate Cancer. Part 1: Screening, Diagnosis, and Local Treatment with Curative Intent // Eur Urol. 2016. DOI: 10.1016/j.eururo.2016.08.003
- Leitlinienprogramm Onkologie (Deutsche Krebsgesellschaft, Deutsche Krebshilfe, AWMF): Interdisziplinäre Leitlinie der Qualität S3 zur Früherkennung, Diagnose und Therapie der verschiedenen Stadien des Prostatakarzinoms, Kurzversion 3.1, AWMF Registernummer: 043/022OL, http://leitlinienprogrammonkologie. de/ Leitlinien.7.0.html
- Dahnert W.F., Hamper U.M., Eggleston J.C. et al. Prostatic evaluation by transrectal sonography with histopathologic correlation: the echopenic appearance of early carcinoma // Radiology. 1986; 158: 97–102.
- Shinohara K., Wheeler T.M., Scardino P.T. The appearance of prostate cancer on transrectal ultrasonography: correlation of imaging and pathological examinations // J Urol. 1989; 142: 76–82.
- Halpern E.J., Strup S.E. Using gray-scale and color and power Doppler sonography to detect prostatic cancer // Am J Roentgenol. 2000; 174: 623–627.
- Frauscher F., Klauser A., Halpern E.J. Advances in ultrasound for the detection of prostate cancer // Ultrasound quarterly. 2002; 18: 135–142.
- Brock M., Von Bodman C., Sommerer F. et al. Comparison of real-time elastography with grey-scale ultrasonography for detection of organ-confined prostate cancer and extra capsular extension: a prospective analysis using whole mount sections after radical prostatectomy // BJU international. 2011; 108: E217–222.
- Lee F., Siders D.B., Torp-Pedersen S.T. et al. Prostate cancer: transrectal ultrasound and pathology comparison. A preliminary study of outer gland (peripheral and central zones) and inner gland (transition zone) cancer // Cancer. 1991; 67: 1132–1142.
- Rorvik J., Halvorsen O.J., Servoll E. et al. Transrectal ultrasonography to assess local extent of prostatic cancer before radical prostatectomy // Br J Urol. 1994; 73: 65–69.
- Rosenkrantz A.B., Verma S., Turkbey B. Prostate cancer: top places where tumors hide on multiparametric MRI // Am J Roentgenol. 2015; 204 (4): W449–W456.
- Fütterer J.J., Briganti A., De Visschere P. et al. Can clinically significant prostate cancer be detected with multiparametric magnetic resonance imaging? A systematicreviewoftheliterature // Eur Urol. 2015; 68: 1045–1053.
- Dickinson L., Ahmed H., Clare A. et al. Magnetic resonance imaging for the detection, localisation, and characterisation of prostate cancer: recommendations from a European consensus meeting // Eur Urol. 2011; l59 (4): 477–494.
- Gupta R.T., Spilseth B., Patel N. et al. Multiparametric prostate MRI: focus on T2-weighted imaging and role in staging of prostate cancer // Abdom Radiol. 2016; 41 (5): 831–843.
- Koksal I.T., Ozcan F., Kadioglu T.C. et al. Discrepancy between Gleasonscores of biopsy and radical prostatectomy specimens // Eur Urol. 2000; 37 (6): 670–674.
- Nörenberg D., Solyanik O., Schlenker B. et al. MRI of the prostate // Urologe A. 2017; 56 (5): 665–677.
- Solyanik O., Schlenker B., Gratzke C. et al. Imaging of locally advanced prostate cancer: Importance of ultrasound and especially MRI // Urologe A. 2017; 56 (11): 1383–1393.
- Barentsz J.O., Richenberg J., Clements R. et al. ESUR prostate MR guidelines. 2012. European Society of Urogenital Radiology // Eur Radiol. 2012; 22 (4): 746–757.
- Schlenker B., Clevert D.A., Salomon G. Sonographic imaging of the prostate // Urologe A. 2014; 53 (7): 1052–1060.
- Wein W., Brunke S., Khamene A. et al. Automatic CT-ultrasound registration for diagnostic imaging and image-guided intervention // Medical Image Analysis. 2008; 12: 577–585.
- Wein W., Khamene A., Clevert D.A. et al. Simulation and fully automatic multimodal registration of medical ultrasound. Medical image computing and computer-assisted intervention: MICCAI … // International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 2007; 10: 136–143.
- Zikic D., Wein W., Khamene A. et al. (2006) Fast deformable registration of 3D-ultrasound data using a variational approach. Medical image computing and computer-assisted intervention: MICCAI … // International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 2006; 9: 915– 923.
- Clevert D.A., Helck A., D’anastasi M. et al. Ultraschallgesteuerte EVAR-Interventionen und Follow-up- Diagnostik mit der kontrastmittelgestützten Sonographie und der Bildfusion // Gefässchirurgie. 2011; 16: 490–497.
- Clevert D.A., Helck A., Paprottka P.M. et al. Latest developments in ultrasound of the liver // Der Radiologe. 2011; 51: 661–670.
- Clevert D.A., Helck A., Paprottka P.M. et al. Ultrasound-guided image fusion with computed tomography and magnetic resonance imaging. Clinical utility for imaging and interventional diagnostics of hepatic lesions // Der Radiologe. 2012; 52: 63–69.
- Clevert D.A., D’anastasi M., Jung E.M. Contrast-enhanced ultrasound and microcirculation: efficiency through dynamics—current developments // Clin Hemorheol Microcirc. 2013; 53: 171–186.
- Clevert D.A., Sterzik A., Braunagel M. et al. Modern imaging of kidney tumors // Der Urologe. Ausg. A. 2013; 52: 515–526.
- Helck A., Notohamiprodjo M., Danastasi M. et al. Ultrasound image fusion – clinical implementation and potential benefits for monitoring of renal transplants // Clinical Hemorheol Microcirc. 2012; 52: 179–186.
- Hadaschik B.A., Kuru T.H., Tulea C. et al. A novel stereotactic prostate biopsy system integrating pre- interventional magnetic resonance imaging and live ultrasound fusion // J Urol. 2011; 186: 2214–2220.
- Siddiqui M.M., Rais-Bahrami S., Truong H. et al. Magnetic resonance imaging/ultrasound-fusion biopsy significantly upgrades prostate cancer versus systematic 12-core transrectal ultrasound biopsy // Eur Urol. 2013; 64 (5): 713–719.
- Siddiqui M.M., Rais-Bahrami S., Turkbey B. et al. Comparison of MR/ultrasound fusion-guided biopsy with ultrasound-guided biopsy for the diagnosis of prostate cancer // JAMA. 2015; 313 (4): 390–397.
- Apfelbeck M., Clevert D.A., Ricke J. et al. Contrast enhanced ultrasound (CEUS) with MRI image fusion for monitoring focal therapy of prostate cancer with high intensity focused ultrasound (HIFU) // Clin Hemorheol Microcirc. 2018; 69 (1–2): 93–100.
- Schlenker B., Apfelbeck M., Buchner A. et al. MRI-TRUS fusion biopsy of the prostate: Quality of image fusion in a clinical setting // Clin Hemorheol Microcirc. 2018; 70 (4): 433–440.
- Schlenker B., Apfelbeck M., Armbruster M. et al. Comparison of PIRADS 3 lesions with histopathological findings after MRI-fusion targeted biopsy of the prostate in a real world-setting // Clin Hemorheol Microcirc. 2019; 71 (2): 165–170.
- Ahmed H.U., El-Shater Bosaily, Brown L.C. et al. Diagnostic accuracy of multi-parametric MRI and TRUS biopsy in prostate cancer (PROMIS): a paired validating confirmatory study // Lancet. 2007; 389 (16): 815– 822.
- Graham J., Kirkbride P., Cann Ketal. Prostate cancer: summary of updated NICE guidance // Br Med J. 2014; 7524: 348.
- Panebianco V., Barchetti F., Sciarra A. et al. Multiparametric magnetic resonance imaging vs. standard care in men being evaluated for prostate cancer: a randomized study // Urol Oncol. 2015; 33 (1): 17.e1–7.
- Kuru T.H., Roethke M.C., Seidenader J. et al. Critical evaluation of magnetic resonance imaging targeted, transrectal ultrasound guided transperineal fusion biopsy for detection of prostate cancer // J Urol. 2013; 190 (4): 1380–1386.
- Radtke J.P., Kuru T.H., Boxler S. et al. Comparative analysis of transperineal template saturation prostate biopsy versus magnetic resonance imaging targeted biopsy with magnetic resonance imaging-ultrasound fusion guidance // J Urol. 2015; 193 (1): 87–94.
- Siddiqui M.M., Rais-Bahrami S., Truong H. et al. Magnetic resonance imaging/ultrasound-fusion biopsy significantly upgrades prostate cancer versus systematic 12-core transrectal ultrasound biopsy // Eur Urol. 2013; 64 (5): 713–719.
- Valerio M., Donaldson I., Emberton M. et al. Detection of clinically significant prostate cancer using magnetic resonance imaging-ultrasound fusion targeted biopsy: a systematic review // Eur Urol. 2014; 65: 124–137.
- Distler F., Radtke J.P., Kesch C. et al. Value of MRI/ultrasound fusion in primary biopsy for the diagnosis of prostate cancer // Urologe A. 2016; 55 (2): 146–155.