СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОНОЭЛАСТОГРАФИИ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ С Т2-ВЗВЕШЕННОЙ ЭНДОРЕКТАЛЬНОЙ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИЕЙ В ВЫЯВЛЕНИИ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

АВТОРЫ: Friedrich Aigner, MD, Leo Pallwein, MD, Michael Schocke, MD, Lebovici Andrei, MD, Daniel Junker, MD, Georg Schäfer, MD, Gregor Mikuz, MD, Florian Pedross, PhD, Wolfgang Horninger, MD, Werner Jaschke, MD, Ethan J. Halpern, MD, Ferdinand Frauscher, MD

Цель. Целью данного исследования было проведение сравнения эффективности соноэластографии в режиме реального времени с Т2-взвешенной эндоректальной магнитно-резонансной томографией (МРТ) в выявлении рака предстательной железы.

Методы. Тридцать три пациента с повышенным уровнем простат-специфического антигена были исследованы в режиме реального времени с помощью соноэластографии и Т2-взвешенной эндоректальной МРТ с целью диагностики рака предстательной железы до проведения рутинной биопсии предстательной железы. Соноэластография в режиме реального времени выполнялась для оценки эластичности тканей предстательной железы, при этом твердые участки ткани считались подозрительными с точки зрения развития рака предстательной железы. Низкая интенсивность сигнала узелков на Т2-взвешенной эндоректальной МРТ также предполагала наличие рака предстательной железы. Результаты исследований были распределены в соответствии с 6 областями периферических зон железы (секстанты), в соответствии с которыми было проведено сравнение частоты обнаружения рака.

Результаты. В целом, рак предстательной железы был обнаружен у 13 из 33 пациентов (39,4%). И при соноэластографии в режиме реального времени, и при Т2-взвешенной эндоректальной МРТ обнаружено 11 рак-положительных пациентов (84,6%). При соноэластографии в режиме реального времени выявлено 27 подозрительных поражений в 198 секстантах и 15(55,6%) из них были рак-положительными. Т2-взвешенная эндоректальная МРТ показала 31 подозрительное поражения в 198 секстантах, и 13(40,6%) из них были рак-положительными. Эти данные, в результате, определили чувствительность и отрицательную прогностическую ценность на одного пациента на уровне 84,6% и 86,7%, соответственно для соноэластографии, и 84,6% и 83,3% для МРТ. Анализ на уровне секстант показал чувствительность и отрицательную прогностическую ценность на уровне 57,7% и 93,6% для соноэластографии, и 50,0% и 92,2% для МРТ.

Выводы. Соноэластография в режиме реального времени показывает сопоставимые результаты с T2-взвешенный эндоректальной МРТ в обнаружении рака предстательной железы.

Ключевые слова: биопсия; магнитно-резонансная томография; предстательная железа; новообразования предстательной железы; эластография

Диагноз рака предстательной железы основывается на гистопатологическом исследовании при стандартной биопсии. Пациентам с повышенным уровнем простат-специфического антигена (ПСА) в сыворотке крови, подозрительными данными пальцевого ректального исследования (ПРИ), или при их сочетании, должна быть проведена эта процедура. Современные рекомендации по стандартной биопсии предстательной железы предполагают получение от 10 до 12 образцов ткани под контролем трансректальной сонографии. Ограничения стандартной трансректальной биопсии под сонографическим контролем хорошо известны, так как эта исследование может пропустить до 35% клинически значимых случаев рака. Кроме того, повышенный уровень ПСА в сыворотке крови часто является причиной доброкачественных изменений предстательной железы, например: простатит или доброкачественная гиперплазия. Кроме того, более широкое использование ПСА для скрининга рака предстательной железы в последнее десятилетия привело к увеличению числа людей, которым проводится биопсия предстательной железы, что стало результатом увеличения числа диагнозов вялотекущего рака предстательной железы, увеличению затрат и осложнений, связанных с проведением биопсии.

Проведена оценка новых методов диагностической визуализации рака предстательной железы с целью уменьшения общего количества биопсий предстательной железы, а также гипердиагностики вялотекущего рака предстательной железы. В настоящее время, очень сложные сонографические техники, в том числе 3-х мерная эхографии, контрастная сонография, эластография и эндоректальная магнитно-резонансная томография (МРТ) являются наиболее изученными методами визуализации рака предстательной железы. Многие исследовательские группы предпочитают эндоректальную МРТ с 1,5- или 3-T сканерами для диагностики рака предстательной железы. Соноэластография в режиме реального времени  представляет собой новый метод оценки эластичности ткани. Несколько исследовательских групп уже показали потенциал соноэластографии в режиме реального времени в обнаружении рака предстательной железы. Тем не менее, до того, как соноэластография в режиме реального времени будет рекомендована в качестве нового рутинного метода для обнаружения рака предстательной железы и его скрининга, сравнение результатов соноэластографии в режиме реального времени с эндоректальной МРТ является необходимым. Таким образом, в данном исследовании, мы сравнили значения соноэластографии в режиме реального времени с Т2-взвешенной эндоректальной МРТ для обнаружения и скрининга рака предстательной железы.

Материалы и методы

Пациенты

Данные исследования были получены в период с января 2005 по июль 2007. Всем 33 пациентам, которые включены в это исследование, было запланировано проведение биопсии предстательной железы в связи с повышенным уровнем ПСА в сыворотке крови (общий ПСА, ≥1.25 нг/мл; свободный ПСА <18%). Характеристики пациентов приведены в таблице 1.

                                                                                                                                                                                                                 Таблица 1. Характеристики пациентов (n = 33)

ПСА – простат-специфический антиген.

Всем пациентам в этом исследовании была выполнена Т2-взвешенная эндоректальная МРТ и соноэластография в режиме реального времени, до выполнения биопсии предстательной железы. Местный совет экспертизы по этике одобрил проведение исследования (исследование UN3538). Каждый участник дал письменное информированное согласие до участия в исследовании.

Эндоректальная МРТ

Эндоректальное МРТ проводилось на 1,5-T сканере (Symphony Vision and Magnetom Vision; Siemens AG, Эрланген, Германия) с использованием 4-канальной фазированной катушки в сочетании с эндоректальной катушкой (MEDRAD, Inc, Warrendale, PA). После проведения ПРИ, воздушный баллон на эндоректальной катушке заполнялся воздухом в объеме от 30 до 50 мл. Весь объем предстательной железы и семенные пузырьки исследовались в аксиальной и сагиттальной плоскостях с использованием Т2-взвешенных спин эхо последовательностей. Т2-взвешенные параметры эндоректальной МРТ приведены в таблице 2.

  Таблица 2. Параметры эндоректальной магнитно-резонансной томографии

Значения являются параметрами аксиальных/сагиттальных Т2-взвешенных турбо спин эхо последовательностей.

Соноэластография в режиме реального времени

Соноэластографию в режиме реального времени проводили с использованием ультразвуковой системы EUB 8500 (Hitachi Medical Corp, Токио, Япония), к которой прилагается торцовый эндоректальный датчик, работающий на частотах от 4,0 до 8,0 МГц. Изображения соноэластографии в режиме реального времени были получены при сжатии и небольшой декомпрессии предстательной железы, которая проводилась вручную исследователем с использованием эндоректального датчика, на основе предыдущего опыта. Эластичность тканей предстательной железы отражалась в виде цветовых наложений на сонограмме в оттенках серого, которые варьировали от красного (мягкая консистенция), до зеленого (промежуточная), и синего (жесткая), при этом исследовался только периферический отдел железы.

Протокол проведения биопсии

Всем пациентам проводилась рутинная 10-точечная биопсия опытным урологом, который не имел МРТ и соноэластографических данных. Образцы тканей рутинно брали из периферической зоны основания (1 раз), середины железы (1 раз) и верхушки (2 раза) с обеих сторон (рис. 1). Кроме того, 1 образец ткани при биопсии была взят на каждой стороне переходной зоны. Для целей данного исследования, анализ был ограничен только биопсий периферической зоны.

Рис. 1. Зональная анатомия предстательной железы (в коронарной плоскости). Периферическая зона разделена на 6 двусторонних регионов: основание, средний отдел железы и верхушка.

Интерпретация изображений

 Интерпретация изображения выполнялась 2 опытными сонографистами на основе консенсуса. Изменения тканей на МРТ и соноэластограмме были соотнесены с секстантными областями периферической зоны предстательной железы (основание, середина железы и верхушка на правой и левой сторонах). На МРТ изображениях, низкая интенсивность сигнала узелка на фоне нормальной яркости периферической зоны, считалась подозрительным в плане развития рака предстательной железы (Рис. 2А). На изображениях соноэластограмм, жесткие области синего цвета в периферической зоне считались подозрительными для рака предстательной железы, в то время как нормальная ткань предстательной железы имела цвет от зеленого до красного (рис 2B). Было проведено сравнительное исследование частоты обнаружения рака предстательной железы для двух методов визуализации на основе гистологических результатов при рутинной биопсии только периферической зоны.

А

В

Рис. 2. T2-взвешенная эндоректальная магнитно-резонансная томография и соноэластография в режиме реального времени у пациента с раком предстательной железы (по шкале Глисона, 7) в левой части верхушки. A. Аксиальная магнитно-резонансная томограмма показывает узловой формы образование с низкий интенсивностью сигнала в левой части верхушки (стрелка). B. Поперечная соноэластограмма показывает жесткую синюю область (стрелка) в левой части верхушки. Результаты соноэластографии коррелируют с результатами магнитно-резонансной томографии. Зона поражения не визуализировалась при сонографии в серой шкале.

 Статистический анализ

Характеристики пациентов были обобщены в соответствии с частотами и процентами, или со средним значением, диапазоном, медианой, минимумом и максимумом. Уровень чувствительности и отрицательная прогностическая ценность (ОПЦ) были рассчитаны для двух методов исследования на одного пациента и на область секстанты. Тест McNemar использовался для сравнения частоты обнаружения рака при Т2-взвешенной МРТ и эндоректальной соноэластографии в режиме реального времени в 198 секстантах. Все приведенные значения Р были двухсторонними. Уровень ошибки α = 5% считался статистически значимыми для всех исследований. Расчеты проводились с помощью программного обеспечения SPSS версии 16.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс).

Результаты

Результаты биопсии

При биопсии, 13 из 33 мужчин (39,4%) и 26 из 198 секстант (13,1%) были рак-положительными. Медиана по шкале Глисона была 6 (диапазон, 5-8). Кроме того, у рак-отрицательных мужчин, гистологическая оценка показала: простатит (n = 10), гиперплазии (n = 8) и аденомиоматоз (n = 2).

Результаты обработки изображений

На Т2-взвешенных эндоректальных МРТ, результаты, подозрительные на наличие злокачественного новообразования, были выявлены у 21 из 33 мужчин (ложно-положительных результатов n = 10) и в 32 из 198 секстант (ложно-положительных результатов n = 19). При соноэластографии в режиме реального времени данные, подозрительные на наличие злокачественного новообразования, были выявлены у 18 из 33 мужчин (ложноположительных результатов n = 7) и в 27 из 198 секстант (ложноположительных результатов n =12). Средний размер поражения на МРТ составил 10,2 мм (диапазон 5-22 мм), а размер при соноэластографии составил 12,6 мм (диапазон 7-25 мм). Уровень чувствительности и ОПЦ для МРТ и соноэластографии в режиме реального времени приведены в таблице 3.

                 Таблица 3. Чувствительность и отрицательная прогностическая ценность для методов исследования

Значения в скобках – 95% доверительные интервалы. МРТ – магнитно-резонансная томография и ОПЦ – отрицательная прогностическая ценность.

Патологические находки, связанные с нашими ложноположительными случаями перечислены в таблице 4.

                                                                        Таблица 4. Данные ложноположительных результатов

МРТ – магнитно-резонансная томография.

Для обоих методов и МРТ, и соноэластографии, ложноположительные результаты были связаны с простатитом, аденомиоматозом и доброкачественной гиперплазией (Рис. 3).

А

В

Рис. 3. Т2-взвешенная эндоректальная магнитно-резонансная томограмма и соноэластограмма в режиме реального времени у пациента с простатитом. A. Аксиальная магнитное резонансная томография показывает область низкого сигнала в левой средней части железы (стрела). B. Поперечная соноэластография показывает жесткую синюю область (стрелка) в левой средней части железы, которая практически не определяется на соответствующий сонограмме в серой шкале.

Частота обнаружения (на одного пациента)

И при соноэластографии в режиме реального времени, и при Т2-взвешенной эндоректальной МРТ корректно обнаружено 11 рак-положительных пациентов (чувствительность на одного пациента составила 84,6%). ОПЦ была 86,7% для соноэластографии и 83,3% для МРТ (Таблица 3).

Частота обнаружения (на секстант)

Среди 27 подозрительных поражений в периферической зоне, показанных при соноэластографии в режиме реального времени, 15 были положительными на рак (чувствительность – 57,7%; ОПЦ – 93,6%). Среди 31 подозрительных поражений в периферийной зоне, показаных на Т2-взвешенной эндоректальной МРТ, 13 были положительными на рак (чувствительность – 50,0%; ОПЦ – 92,2%; Таблица 3). Не выявлено никаких существенных различий в уровне обнаружения рака предстательной железы между двумя методами визуализации для секстант (основание, средняя часть железы и верхушка обеих сторон предстательной железы; P> 0,05) и всех 198 секстантных областей (P = 0,58).

Обсуждение

Рак предстательной железы является наиболее распространенной формой рака у мужчин в западных странах. По оценкам американского онкологического общества зарегистрировано 192,280 новых случаев рака предстательной железы и 27,360 смертей от рак предстательной железы в Соединенных Штатах в 2009 году. Современный стандарт медицинской помощи для диагностики рака предстательной железы основывается на гистологических результатах рутинной биопсии, во время которой отбирается от 10 до 12 образцов тканей под сонографическим контролем. Трансректальная сонография используется в B-режиме для оценки анатомии предстательной железы и наведения иглы при биопсии в стандартизированные участки предстательной железы, то есть: основание, середина железы, и верхушка (Рис. 1). Тем не менее, опубликованная литература предполагает, что рутинная биопсия может пропускать до 35% клинически значимых раков. Увеличение образцов ткани при биопсии до 24 ядер и болем, также не помогло существенно улучшить обнаружение рака предстательной железы. Simon и др. не выявили никакого существенного увеличения в частоте выявления рака при расширенной схеме биопсии, по сравнению с опубликованными сериями с использованием меньшего количества ядер, хотя заболеваемость была выше. Таким образом, необходим более разумный подход к диагностике рака предстательной железы.

Предложены новые методы визуализации рака предстательной железы, главным образом МРТ и передовые эхографические методы, с многообещающими предварительными результатами. Использование магнитного резонанса для обнаружения и локального стадирования рака предстательной железы требует использования эндоректальной катушки в сочетании с тазовой фазированной катушкой с напряженностью магнитного поля не менее 1,5 T. Однако МРТ имеет ряд ограничений, связанных с ограниченной доступностью, высокой стоимостью, а также отсутствием стандартизированных параметров изображения. Описаны новые сонографические методы, такие как: цветная и энергетическая допплерография, контрастная допплерография, сонография с контрастным усилением и соноэластография в режиме реального времени. Контрастная сонография используется для визуализации неоваскуляризации в предстательной железе и в сочетании с прицельной биопсией предстательной железы, для того чтобы улучшить частоту обнаружения рака по сравнению с рутинной биопсией. Однако, на сегодняшний день отсутствуют данные сравнения эндоректальной МРТ и современных сонографических методов для обнаружения рака предстательной железы. Повышенная плотность клеток в опухолях приводит к изменению эластичности тканей. Обнаружение периферического рака предстательной железы при пальцевом исследовании прямой кишки основано на изменении эластичности. К сожалению, изменения в эластичности, которые расположены глубоко внутри предстательной железы, могут не быть ощутимы при пальцевом исследовании. Поэтому были разработаны методы визуализации – эластографиия – для оценки тканевой жесткости. Krouskop и др. использовали статическую эластографию и описали значительную разницу в жесткости между нормальной и неопластической предстательной железы и тканью молочной железы. Новые разработки позволяют проводить эластографию в реальном масштабе времени. Жесткие участки, которые подозрительные на наличие злокачественности, могут изменять цвет (на синий). Текущие технические достижения соноэластографии в режиме реального времени позволили реализовать этот метод в обычных ультразвуковых аппаратах, а его потенциал в обнаружении рака предстательной железы был описан в нескольких исследованиях. Предварительные исследования показывают, что изображения жесткости имеют потенциал для эффективного проведения толстоигольной биопсии под сонографическим контролем, что способствует более точной диагностике рака и определения протяженности процесса. Однако, для того чтобы оценить роль соноэластографии в режиме реального времени, как нового метода в диагностике рака предстательной железы, необходимо проведение сравнений с другими, хорошо зарекомендовавшими себя техниками визуализации, такими как эндоректальное МРТ.

Т2-взвешенная эндоректальная МРТ предоставляет информацию о структуре и морфологии, которая может быть соотнесена напрямую с соноэластографическими изображениями в режиме реального времени (Рис. 2, 4, 5).

  Рис. 4. Т2-взвешенная эндоректальная магнитно-резонансная томограмма и соноэластограмма в режиме реального времени у пациента с раком предстательной железы (по шкале Глисона 7) в левой части верхушки. Аксиальная магнитно-резонансная томография показала область низкой интенсивности сигнала в левой части верхушки, а соноэластография показала жесткую зону в том же месте (стрелки).

Рис. 5. Т2-взвешенная эндоректальная магнитно-резонансная томограмма и соноэластография в режиме реального времени у пациента с раком предстательной железы (по шкале Глисона 6) в правой средней части железы. Аксиальная магнитно-резонансная томография показывает область низкой интенсивности сигнала в правой средней части железы. Соноэластография показывает твердую область в том же месте (стрелки).

Дополнительные последовательности МРТ, такие как динамическая МРТ с контрастным усилением, диффузно-взвешенная техника и МРТ спектроскопия могут улучшить частоту определения рака предстательной железы. Тем не менее, использование нескольких методов МРТ является время затратным, дорогим и ограниченно доступным. Кроме того, исследования 3-Т МРТ может улучшить выявляемость рака предстательной железы, даже без использования режима эндоректальной катушки, но, к сожалению, наличие 3-T аппаратов для исследований предстательной железы во всем мире до сих пор ограничено.

Поэтому мы решили сравнить соноэластографию в режиме реального времени с Т2-взвешенной эндоректальной МРТ. Насколько нам известно, только в одном исследование проведено сравнение соноэластографии в режиме реального времени с эндоректальной МРТ. Sumura и др. сообщили, что уровень обнаружения рака был 74,1% при соноэластографии в реальном масштабе времени и 42,1% для Т2-взвешенной эндоректальной МРТ. Однако эти данные были получены у пациентов с относительно высоким уровнем ПСА (средний уровень ПСА, 10,5 нг/мл).

Наши данные у 33 больных показали хорошую чувствительность и высокую ОПЦ как для соноэластографии в режиме реального времени, так и для Т2-взвешенной эндоректальной МРТ (таблица 3). Cheikh и др. сообщили об аналогичных результатах для Т2-взвешенной эндоректальной МРТ. Нами не найдено никаких существенных различий в частоте выявления рака предстательной железы между соноэластографией и МРТ, будь то анализ, проведенный по частоте в пределах предстательной железы (P > 0,05), либо в отдельных секстантных зонах (P = 0,58). С дальнейшим совершенствованием технологии соноэластографии в режиме реального времени, на которую мы рассчитываем в будущем, число образцов ткани при биопсии предстательной железы может быть снижено с помощью данной методики. Кроме того, соноэластография в режиме реального времени, как рентабельная техника, может быть интегрирована в протокол для улучшения выявляемости или исключения подозрительных случаев рака предстательной железы у пациентов с повышенным уровнем ПСА в сыворотке крови. Одним из преимуществ соноэластографии в режиме реального времени, в частности, является то, что она также может выполняться урологом и, поэтому, может быть реализована в повседневной практике.

Наше исследование имело несколько ограничений: (1) Рутинная биопсия использовалась в качестве стандартной методики отсчета, хотя она также может пропускать значительный процент рака предстательной железы. Таким образом, рак-положительная секстанта при рутинной биопсии может как определяться, так и не выявляться в области аномалий, обнаруженных при соноэластографии или МРТ. (2) Наше исследуемая популяция была относительно маленькой. (3) У нас не было никаких данных о межисследовательской и внутриисследовательской вариабельности. (4) Наш анализ ограничивался периферической зоной. (5) Мы проводили соноэластографию с использованием компрессии, которая вызывается мануальным применением сжимающей силы на предстательную железу. Необходимы дальнейшие исследования для оценки более новых эластографических методов в режиме реального времени наряду с мультипараметрической МРТ и контрастной сонографией. В подобных исследованиях поможет Voluson E8.

 В заключение, в отношении диагностики рака предстательной железы, соноэластография в режиме реального времени и T2-взвешенная эндоректальная МРТ имеют схожие показатели чувствительности и ОПЦ. Учитывая относительно высокие показатели ОПЦ этой техники, она является перспективной, чтобы в будущем сократить необходимость в биопсии предстательной железы.