精准融合 高效引导——VENUS前列腺活检解决方案
2022
06/17
超声影像融合那些事
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超声影像融合那些事
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存在远处转移的前列腺癌患者的5年相对生存率仅为30.2%，因此，前列腺癌的早发现、早诊断、早治疗是改善患者预后和降低我国人群前列腺癌疾病负担的关键。
前列腺癌（prostate cancer，PCa）是中老年男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤之一。根据国际癌症研究中心的GLOBOCAN 2020数据库[1]显示，在2020年全球大约有近140万前列腺癌新发病例和37.5万死亡病例。近十余年来，随着人口老龄化、饮食及生活方式的改变，我国前列腺癌发病率及死亡率也均呈快速上升趋势[2-3]。
数据来源：《2004—2018年全国前列腺癌死亡率的流行特征及时间趋势》[2]
【前列腺癌确诊金标准：穿刺活检】
存在远处转移的前列腺癌患者的5年相对生存率仅为30.2%，因此，前列腺癌的早发现、早诊断、早治疗是改善患者预后和降低我国人群前列腺癌疾病负担的关键[4]。前列腺穿刺活检是确诊前列腺癌的金标准，是目前唯一能够获取前列腺癌确诊信息的临床检测手段[5]。
但目前临床上常用的经直肠超声（transrectal ultrasound，TRUS）引导前列腺穿刺活检存在定位精度不稳定、难以实现靶向穿刺等问题，盲目穿刺活检可能会漏检，并且这种非靶向穿刺的穿刺针数多，患者较为痛苦，还可能会导致一些并发症[6-7]。
【MRI-TRUS影像融合活检价值与痛点】
磁共振-经直肠超声（MRI-TRUS）影像融合前列腺靶向穿刺活检因其准确性高、操作简便，在发达国家已得到广泛应用。与经直肠超声（TRUS）引导下前列腺穿刺活检相比，MRI-TRUS融合前列腺靶向穿刺活检可以提高前列腺癌的检出率，特别是在临床显著性前列腺癌（clinical significant prostate cancer，csPCa）检测方面，但目前的MRI-TRUS影像融合也存在图像融合难、穿刺引导难等问题[8-11]。
图片来源：《前列腺介入手术MRI-US图像融合导航关键技术研究》[12]
【图像精准融合解决方案】
由于体位变化、呼吸、探头按压等原因使得术前MRI与实时TRUS下前列腺的形态并不一致，因此配准成为图像融合的关键。临床常用配准方式有刚性配准和弹性配准，刚性配准会保持成像本身形状，但图像不直观，仅能解决由器官平移或旋转带来的误差；弹性配准的图像更为直观，能够解决由器官弹性形变带来的误差，但当腺体存在解剖异常或病灶区不规则时，可能会较大改变图像本身的信息[13-16]。
VENUS多模态影像融合超声诊断系统拥有的磁共振-经直肠超声（MRI-TRUS）融合成像技术在3D影像基础上，将刚性配准与弹性配准相结合，应用人工智能弹性形变场技术，同时解决由腺体平移旋转及弹性形变带来的误差，且最大程度保留图像本身信息。
【精准穿刺引导解决方案】
在前列腺穿刺活检术中将MRI影像精准融合在超声影像中实现病灶清晰显示后，还需要对穿刺针等手术器械的位置进行可视化并实时追踪定位路径，以便找到最适宜的穿刺角度方位对准目标靶点，并在激发活检针前确认穿刺路径的安全性和可靠性，但目前的穿刺引导方法仍面临学习曲线长、高度依赖医生经验、精确度不高、自动化程度低等挑战[14-15][17-19]。
VENUS为前列腺穿刺活检定制了专用器官程序，结合手术个性化快捷键设计，简化操作步骤，穿刺引导跟踪方法采用以电磁引导与人工智能相结合的形式，自动化智能引导穿刺流程，例如自动化布针、活检针跟踪、对准目标靶向穿刺点或系统穿刺点即变色、针尖动态识别等，缩短学习曲线，为操作者提供精准高效引导，减少误差，提高阳性检出率，降低并发症。
【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. CA Cancer J Clin. 2021 May;71(3):209-249.
[2]鲁欣,蒋栋铭,胡明,等.2004—2018年全国前列腺癌死亡率的流行特征及时间趋势[J].上海预防医学,2021,33(10):899-904+912
[3]李星,曾晓勇.中国前列腺癌流行病学研究进展[J].肿瘤防治研究,2021,48(01):98-102.
[4]孙殿钦,曹毛毛,李贺,等.全球前列腺癌筛查指南质量评价[J].中华流行病学杂志,2021,42(02):227-233.
[5]前列腺癌筛查中国专家共识(2021年版)[J].中国癌症杂志,2021,31(05):435-440.
[6]张琦,吴俊秀,何为,等.MRI-TRUS融合引导下前列腺靶向穿刺活检的研究进展[J].浙江医学,2019,41(13):1339-1341+1353.
[7]王琦,蔡杰,欧彤文,等.MRI-TRUS融合引导经会阴前列腺靶向结合饱和穿刺活检的临床应用[J].中华医学超声杂志(电子版),2019,16(06):458-464.
[8]孙鼎琪,傅强,张辉,等.多参数磁共振与经直肠超声融合前列腺靶向穿刺活检在检测PI-RADS≥3前列腺癌中的临床价值[J].山东大学学报(医学版),2021,59(04):108-112.
[9]高旭.前列腺穿刺中国专家共识[J].中华泌尿外科杂志,2016,37(04):241-244.
[10]Del Monte M, Leonardo C, Salvo V, et al. MRI/US fusion-guided biopsy: performing exclusively targeted biopsies for the early detection of prostate cancer. Radiol Med. 2018 Mar;123(3):227-234.
[11]徐向军,董翔,马文亮,等.PI-RADS评分系统3分病灶的临床有意义前列腺癌分区检出率及靶向融合穿刺抉择[J].中华男科学杂志,2022,28(01):32-36.
[12]毕津滔. 前列腺介入手术MRI-US图像融合导航关键技术研究[D].哈尔滨理工大学,2019.
[13]曹海艳,戚庭月.MRI/TRUS融合导航技术在靶向前列腺穿刺中的应用进展[J].临床放射学杂志,2021,40(12):2430-2433.
[14]吴童.前列腺MR/TRUS图像融合及机器人穿刺设计[D].大连理工大学,2020.
[15]Grajales D, Kadoury S, Shams R, et al. Performance of an integrated multimodality image guidance and dose-planning system supporting tumor-targeted HDR brachytherapy for prostate cancer. Radiother Oncol. 2022 Jan;166:154-161.
[16]Hanske J, Risse Y, Roghmann F, et al. Comparison of prostate cancer detection rates in patients undergoing MRI/TRUS fusion prostate biopsy with two different software-based systems. Prostate. 2022 Feb;82(2):227-234.
[17]Das CJ,Razik A,Sharma S,et al.Prostate biopsy: when and how to perform. Clin Radiol. 2019 Nov;74(11):853-864.
[18]Derigs F, Doryumu S, Tollens F, et al. A prospective study on inter-operator variability in semi-robotic software-based MRI/TRUS-fusion targeted prostate biopsies. World J Urol. 2022 Feb;40(2):427-433.
[19]O’Connor, L.P., Jiang, L., Lebastchi, A.H., Wood, B.J. (2021). Fusion-Guided Prostate Biopsy. In: Rastinehad, A.R., Siegel, D.N., Wood, B.J., McClure, T. (eds) Interventional Urology . Springer, Cham.
