前列腺癌靶向穿刺活检中超声引导的研究进展
周闪1, 陈静1, 牛晓兵2,*
1南京医科大学附属淮安第一医院:超声科,淮安 223300
2南京医科大学附属淮安第一医院:泌尿外科,淮安 223300
通信作者: 牛晓兵, nxbhayy@163.com
摘要

目前,经直肠超声引导下前列腺系统性穿刺活检仍是诊断前列腺癌的金标准。与系统性穿刺活检相比,前列腺靶向穿刺活检可以提高前列腺癌诊断阳性率、减少穿刺针数并减少并发症。随着超声技术的发展,彩色多普勒超声、能量多普勒超声、超声造影、超声弹性成像已普遍应用于前列腺癌的诊断当中,多参数超声在前列腺靶向活检中发挥着越来越重要的作用,为此,本文综述了多参数超声在前列腺癌靶向穿刺活检中的应用进展。

关键词: 超声检查; 前列腺肿瘤; 穿刺术
Research progress in ultrasound-guided targeted puncture biopsy of prostate cancer
Zhou Shan1, Chen Jin1, Niu Xiaobing2,*
1Department of Ultrasonagraphy,the Affiliated Huaian No.1, People's Hospital of Nanjing Medical University, Huaian 223300,China
2Department of Urology, the Affiliated Huaian No.1, People's Hospital of Nanjing Medical University, Huaian 223300,China
Corresponding author: Niu Xiaobing, nxbhayy@163.com
Abstract

Currently, transrectal ultrasound-guided systematic biopsy of the prostate remains the gold standard for the diagnosis of prostate cancer. Compared with systematic biopsy, targeted prostate biopsy can improve the positive rate of prostate cancer diagnosis, reduce the number of puncture stitches and reduce complications. With the development of ultrasound technology, colour Doppler ultrasound, energy Doppler ultrasound, contrast-enhanced ultrasound and ultrasound elastography have been commonly used in the diagnosis of prostate cancer, and multiparametric ultrasound is playing an increasingly important role in targeted prostate biopsy.

Keyword: ultrasonography; prostatic neoplasms; punctures

前列腺癌(prostate cancer, PCa)每年约有140万新病例被诊断[1]。 目前, 我国PCa发病率及死亡率呈逐年上升趋势, PCa的人口标准化发病率为 6.25/10 万, 位居男性全部恶性肿瘤发病第 6 位[2]。前列腺穿刺活检是诊断PCa的“ 金标准” [1, 2, 3, 4, 5], 然而, 常规的经直肠超声(transrectal ultrasound, TRUS)引导系统穿刺活检方法诊断PCa的灵敏度和特异度约40%~50%, 导致临床有意义前列腺癌(clinically signifcant prostate cancer, csPCa)的诊断不足, 以及对临床无意义癌(clinical insignificant prostate cancer, ciPCa)的过度诊断和治疗[3, 4, 5]。如何提高PCa穿刺活检的阳性率, 减少穿刺针数成为研究热点。近年来, 多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging, mpMRI)在PCa诊断方面表现出显著优势, 但是由于其特异度较低[6], 检查时间较长和费用较高等原因, 目前我国不推荐其为PCa的一线诊断工具[7]。随着超声技术的不断发展, 新的检测PCa灵敏度和特异度更高的超声检查方法出现, 包括弹性成像和超声造影( contrast-enhanced ultrasound, CEUS), 以及改进的B型和多普勒技术。这些模式可结合起来, 即多参数超声(multiparametric ultrasound, mp-US), 研究表明结合超声技术检测PCa灵敏度提高13%~59%[8]。为此, 本文综述了mp-US在前列腺癌靶向穿刺活检中的应用进展。

1 常规TRUS

TRUS作为一种普遍可用的影像学检查方法, 由于其方便、无创, 已作为常规检查方法用于前列腺疾病的诊断[9]。PCa在灰阶超声上的典型声像图为周围区的低回声病灶, 然而, 约30 %以上的肿瘤呈等回声, 在常规TRUS中不可见, 如仅对常规TRUS显示的病灶进行靶向活检, 假阴性率高, 约48 % csPCa会漏诊[8]。因此, 目前PCa的诊断标准是经TRUS引导下的系统穿刺活检。虽然活检是在超声引导下进行, 但通常无法确定是否对实际肿瘤进行了活检。因此, 由于抽样误差, 系统穿刺活检可能会漏诊或低估csPCa。此外, 也可能导致ciPCa的过度诊断, 导致潜在的不必要治疗[10]

微超声(micro-ultrasound, MicroUS)作为一种新型成像方式, 代表了B型前列腺TRUS的进一步发展, 由Exact Imaging (Toronto, Ontario, Canada)公司开发, 使用29 MHz频率的探头, 其分辨率为70μ m, 可识别前列腺导管[5, 8]。MicroUS的高分辨率可识别常规超声检查中通常看不到的解剖细节, 相比TRUS, 可以更详细地查看前列腺解剖情况。由于对PCa可疑病变的实时可视化, MicroUS成为一种有前途的靶向活检新成像设备, 而不是依赖MRI-TRUS融合软件与传统的TRUS进行定位[11]。因此, MicroUS有可能提高诊断csPCa的灵敏度和阴性预测值。2016年, Ghai 等[12]提出并验证了“ 使用MicroUS分级系统进行前列腺风险识别” (prostate risk identifcation using micro-ultrasound’ , PRI-MicroUS), 以评估MicroUS平台靶向活检PCa的风险。PRI-MicroUS类似mpMRI可疑区域的PI-RADS评分系统。一项多机构随机对照试验(11个机构:1040例患者)显示MicroUS对csPCa的敏感性与mpMRI相当或更高[13]。Dias等[8]研究发现MicroUS和mpMRI诊断PCa的灵敏度分别为94 %和90 % ( P= 0.03 ), 阴性预测值分别为85 %和77 %。尽管多项研究结果表明MicroUS在csPCa检测中的作用, 有可能提高TRUS前列腺活检的灵敏度, 但更高频率下超声束衰减的增加会导致穿透深度有限, 因此这可能会限制MicroUS在评估大体积前列腺前过渡区时的诊断准确性。

2 多普勒超声

研究表明PCa组织微血管密度的增加与肿瘤分级、转移、预后存在相关性。常规彩色多普勒超声(color-doppler ultrasound, CDUS)可以提高PCa检测率, 表现为血流灌注增加, 有时无明显异常[5]。相比CDUS, 能量多普勒超声(power-doppler ultrasound, PWUS)更敏感, 不描绘血流方向, 可检测到最小直径约1mm的血管, 但前列腺肿瘤中的微血管直径约为 10~50μ m, 且新生肿瘤血管的血管床不能被显示出来[14]。超级微血管成像技术 (super microvascular imaging, SMI)是近年应用的新血流成像技术, 使用自适应算法来消除运动伪影, 可显示极低速血流信息, 提高空间分辨率, 从而容易检测到前列腺内血流速度极低的微小血管[5, 8, 15, 16]。Zhu等[15]证明SMI在检测PCa方面优于CDUS, 可更好地显示微血管细节。Schifmann等[16]认为SMI检测到的微血管与Gleason评分呈正相关。

3 超声弹性成像

由于PCa组织细胞密度和微血管形成增加, 腺体结构破坏和伤口修复触发等, 其组织硬度高于周围正常前列腺组织。超声弹性成像技术可利用这一特点来诊断PCa。目前临床应用两种超声弹性成像技术, 即应变弹性成像(Strain Elastography, SE)和剪切波弹性成像(Shear-wave Elastography, SWE)。

3.1 应变弹性成像

经直肠前列腺SE通过探头对前列腺组织施加额外压力来执行, 并根据组织变形程度编码形成的弹性图来评估组织硬度。相比正常组织, PCa组织受压后体积变化较小, 弹性图显示了变形(即应变)[17]。与TRUS相比, SE显著提高了PCa的检出率。Ferrari等[18]人的研究中SE对PCa检测的灵敏度为66%, 特异度为78%, 准确性为72%, 而TRUS的灵敏度为48%, 特异度为81%, 准确性为64%。Brock等 [19]的前瞻性研究中, 通过SE引导进行穿刺活检, 发现PCa的检出率显著高于TRUS, 分别为51.1%(91/178)和39.4%(69/175)(P=0.027)。然而, SE对整个前列腺腺体缺乏均匀的压迫, 对体积较大的前列腺穿透性低, 图像质量差, 对前部PCa检出率较低[17]。同时, 由于SE对操作人员的依赖性大、学习曲线长、重复性较低以及缺乏高灵敏度[5, 8, 17], 因此, SE不能决策患者是否适合前列腺活检。

3.2 剪切波弹性成像

相比SE, SWE不需要压迫直肠壁, 同时可测量局部前列腺组织硬度, 进行定量分析。研究表明SWE将PCa检出率提高6.4倍, 并有助于选择患者进行活检[17]。Correas等[6]的研究表明SWE可将系统活检阳性率从12.4 %提高到47.5 %。在mpMRI假阴性的情况下, SWE可以检测到额外的csPCa[5]。但在行SWE时必须避免挤压, 对腺体较大患者尤其是向直肠壁突出时, 操作无法避免一些压力, 使得紧靠探头的外围区域硬度增加, 因此较大腺体的前部PCa检出率低[6, 17~19], 对一些良性病变如钙化、纤维化等也会产生错误结果。

4 超声造影

近年, 超声造影由于能动态显示前列腺的血流灌注和血管分布, 被广泛应用于前列腺疾病的诊断, 尤其是与肿瘤相关的微滋养血管, 无法通过CDUS或PWUS检测到[5]。与周围的良性实质相比, PCa表现出早期增强。一项针对1024例患者的前瞻性试验报道, CEUS下行靶向穿刺活检(28.7%)对与csPCa的检出率高于系统穿刺(25.3%)。同时, CEUS诊断出系统穿刺漏诊的51例csPCa, 且仅诊断出10例ciPCa[10]。他们认为, CEUS提高了csPCa检出率, 但没有显著增加ciPCa的诊断率。Halper等[20]的随机双盲试验研究表明CEUS诊断csPCa的ROC曲线下面积达90%。Zhu等[10]发现与系统穿刺活检(systematic biopsy, SB)相比, 超声造影引导下靶向穿刺(contrast-enhanced ultrasound- targeted biopsy, CEUS-TB)诊断27例患者出现Gleason 评分升级。同时, CEUS-TB患者穿刺条中的癌组织长度也显著高于SB患者。然而 CEUS 易受检查者主观因素的影响, 而且一些炎症、增生等疾病都会表现出异常的高增强, 均会影响 CEUS的准确率。一项对16篇论文和2642例患者的荟萃分析证实, CEUS-TB是一种很有前途的PCa检测工具, 但其灵敏度不足以完全取代SB[21]

综上, 各种超声技术已被用于前列腺靶向活检, 显示出良好的临床应用前景。这些方法在PCa的诊断路径中增加了有价值的信息, 有助于克服日益增加的MRI负担及其局限性, 如缺乏获取途径、MRI获取和解释的多变性、实时可视化以准确靶向活检等。

参考文献
[1] Sung H, Ferlay J, Siegel RL, et al. Global cancer statistics 2020: globocan estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA Canser J Clin, 2021, 71(3): 209-249. [本文引用:2]
[2] 顾秀瑛, 郑荣寿, 张思维, . 2000-2014年中国肿瘤登记地区前列腺癌发病趋势及年龄变化分析[J]. 中华预防医学杂志, 2018, 52(6): 586-592. [本文引用:2]
[3] Gand aglia G, Albers P, Abrahamsson PA, et al. Structured population-based prostate-specifc antigen screening for prostate cancer: the European Association of Urology position in 2019[J]. Eur Urol, 2019, 76(2): 142-150. [本文引用:2]
[4] Loeb S, Bjurlin MA, Nicholson J, et al. Overdiagnosis and overtreatment of prostate cancer[J]. Eur Urol , 2014, 65(6): 1046-1055. [本文引用:2]
[5] Correas JM, Halpern EJ, Barr RG, et al. Advanced ultrasound in the diagnosis of prostate cancer[J]. World J Urol, 2021, 39: 661-676. [本文引用:8]
[6] Correas JM, Tissier AM, Khairoune A, et al. Prostate cancer: diagnostic performance of real-time shear-wave elastography[J]. Radiology, 2015, 275(1): 280. [本文引用:3]
[7] 李盈盈, 张明博, 吴凡, . 经直肠多模态超声与多模态MRI检查对前列腺癌诊断价值的对照研究[J]. 中华泌尿外科杂志, 2020, 41(1): 7. [本文引用:1]
[8] Dias AB, O’Brien C, Correas JM, et al. Multiparametric ultrasound and micro-ultrasound in prostate cancer: a comprehensive review[J]. Br J Radiol, 2022, 95(1131): 20210633. [本文引用:6]
[9] Tschirdewahn S, Wiesenfarth M, Bonekamp D, et al. Detection of significant prostate cancer using target saturation in transperineal MRI/ TRUS-fusion biopsy[J]. Eur Urol Focus, 2021 , 7(6): 1300-1307. [本文引用:1]
[10] Zhu Y, Chen Y, Jiang J, et al. Comparison of contrast-enhanced ultrasound targeted biopsy versus stand ard systematic biopsy for clinically significant prostate cancer detection: results of a prospective cohort study with 1024 patients[J]. World Journal of Urology, 2019. [本文引用:3]
[11] Lughezzani G, Saita A, Lazzeri M, et al. Comparison of the diagnostic accuracy of micro-ultrasound and magnetic resonance imaging/ultrasound fusion targeted biopsies for the diagnosis of clinically signifcant prostate cancer[J]. Eur Urol Oncol, 2019, 2(3): 329-332. [本文引用:1]
[12] Ghai S, Eure G, Fradet V, et al. Assessing cancer risk on novel 29 MHz microultrasound images of the prostate: creation of the micro-ultrasound protocol for prostate risk identifcation[J]. J Urol , 2016, 196(2): 562-569. [本文引用:1]
[13] Pavlovich CP, Hyndman ME, Eure G, et al. A multi‐institutional rand omized controlled trial comparing first‐generation transrectal high‐resolution micro‐ultrasound with conventional frequency transrectal ultrasound for prostate biopsy[J]. BJUI Compass, 2020, 2(2): 126-133. [本文引用:1]
[14] Linden, RA, HalpernE J. Advances in transrectal ultrasound imaging of the prostate[J]. Semin Ultrasound CT MR, 2007, 28(4): 249-257. [本文引用:1]
[15] Zhu YC, Shan J, Zhang Y, et al. Prostate cancer vascularity: superb microvascular imaging ultrasonography with histopathology correlation[J]. Med Sci Monit , 2019, 25: 8571-8578. [本文引用:2]
[16] Schiffmann J, Mehring G, Tennstedt P, et al. True targeting-derived prostate biopsy: HistoScanningTM remained inadequate despite advanced technical efforts[J]. World JUrol, 2016, 34(4): 495-500. [本文引用:2]
[17] Barr RG, Cosgrove D, Brock M, et al. WFUMB guidelines and recommendations on the clinical use of ultrasound elastography: part 5. prostate[J]. Ultrasound Med Biol, 2017, 43(1): 27-48. [本文引用:5]
[18] Ferrari FS, Scorzelli A, Megliola A, et al. Real-time elastography in the diagnosis of prostate tumor[J]. J Ultrasound , 2009, 12(1): 22-31. [本文引用:1]
[19] Brock M, von Bodman C, Palisaar RJ, et al. The impact of real-time elastography guiding a systematic prostate biopsy to improve cancer detection rate: a prospective study of 353 patients[J]. J Urol, 2012, 187(6): 2039-2043. [本文引用:2]
[20] Halpern EJ, Gomella LG, Forsberg F, et al. Contrast enhanced transrectal ultrasound for the detection of prostate cancer: arand omized, double-blind trial of dutasteride pretreatment[J]. J Urol, 2012, 188(5): 1739-1745. [本文引用:1]
[21] Li YM, Tang J, Fei X, et al. Diagnostic performance of contrast enhanced ultrasound in patients with prostate cancer: a meta-analysis[J]. Acad Radiol, 2013, 20(2): 156-164. [本文引用:1]