dc.contributor.author
Cash, Hannes
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:59:34Z
dc.date.available
2018-01-04T13:58:06.347Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12793
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16991
dc.description.abstract
PCa presents the most common cancer in men of the western world. In the past
two decades, the diagnostics of PCa was defined by the PSA test and the TRUS
guided systematic prostate biopsy. The primary TRUS guided biopsy reveals PCa
in only about half the men. Men with a negative biopsy and further elevated
PSA levels often undergo subsequent TRUS guided biopsies with further
declining PCa detection rates. Historically, imaging of the prostate with MRI
played no role in the diagnostics of PCa, but recently the paradigm has
started to shift. Visualizing the cancer suspicious lesions within the
prostate on the mpMRI allowed for MRI/US fusion guided targeted biopsies
rather than systematic sampling. The mpMRI and targeted biopsy therefore
presented an option to improve on the standard of care. The first study
therefore analyzed the cancer detection rates for men undergoing a MRI/US
fusion guided targeted biopsy in combination with a 10-core systematic biopsy.
The analysis included 310 men with a suspicious lesion according to PI-RADS.
The detection rate of the whole cohort was 51% and 62% of cancers were GS ≥ 7.
In patients undergoing a primary biopsy cancer was detected in 75% and a GS ≥
7 was diagnosed in 75% of the cases. In the repeat biopsy setting, the
detection of PCa ranged from 44% for men with ≥ 3 negative to 54% for men with
one negative systematic biopsy. The PI-RADS score of the target lesion was a
significant predictor for GS ≥ 7 detection. We concluded that the combination
of targeted biopsies with a systematic biopsy seem to advance the performance
of the standard biopsy regimen. Furthermore, we established a need to evaluate
the impact of the PI-RADS score on targeted biopsies. The second publication
focused on correlating each single PI-RADS score with the cancers detected by
of MRI/US fusion biopsy. The PI-RADS classification for the standardized
reporting of mpMRI was published in 2012. Data on the actual value of the PI-
RADS score at the time our study was scarce and with 408 included men, our
study presented the largest PI-RADS based analysis. In 56% of men PCa was
found and the detection rates regarding the number of previous prostate biopsy
were further improved compared to the first analysis. Further, the analysis
showed again that the detection of significant PCa stayed constant independent
of the number of prior biopsies (76-79%). Whereas men with PI-RADS 3 lesions
had cancer in 26% of cases, men with PI-RADS 5 lesions were diagnosed with PCa
in 89%. The study showed the strong correlation of the PI-RADS score to the
detection of clinically relevant PCa. Nonetheless, we also recommend combining
targeted biopsies with systematic biopsies for increased diagnostic accuracy.
The data of the cancers missed by targeted biopsy and detected by the
systematic biopsy raised the question of the underlying reasons. The
retrospective analysis included 61 men in which a blinded re-evaluation of
each PI-RADS score was performed. This was followed by an unblinded
correlation of the mpMRI targets and the biopsy outcome and documentation of
the reasons targeted biopsy failure. In 50% of the 90 evaluated lesions the
re-reading lead to a downgrading of the initial PI-RADS score, which would
have not indicated a targeted biopsy. In 40% of the lesions, the site of the
cancer detected by systematic biopsy could clearly be linked to the suspicious
mpMRI lesion, indicating a miss of the targeted biopsy. Interestingly, these
lesions were mostly PI-RADS 4 or 5 and had a GS ≥ 7. The implications of the
analysis was that adding the systematic biopsy will compensate for targeting
errors and that “false high” mpMRI readings will affect the targeted biopsy
outcome. The analysis of the targeted biopsy failures lead to the question if
an additional image fusion in the sagittal plane would yield a diagnostic
benefit. Of the 251 men included into the analysis, 89 men had an additional
biopsy taken in sagittal image registration without increasing the total
number of targeted biopsies. The analysis showed a significant correlation of
the sagittal image fusion with a positive targeted biopsy result. The rate of
significant PCa overlooked by the targeted biopsy was reduced by 8% by the
supplemental sagittal image fusion and in nine men (10%), PCa was solely
diagnosed on the sagittal targeted biopsy. Extending the standard MRI/US
fusion protocol by a sagittal image fusion and sagittal targeted biopsy may
improve the accuracy of a sensor-based MRI/US fusion guided targeted biopsy.
Most published studies are based on the combination of targeted and systematic
biopsies. The limitations of the targeted biopsy alone may be overcome by
identifying the suitable patient rather than choosing a “one fits all”
approach. We therefore retrospectively analyzed possible predictors for an
equivalent or even superior outcome of a sole targeted biopsy compared to the
systematic biopsy in regard to the PCa risk group. The analysis revealed that
the lesion size >12mm, suspicious digital rectal examination and free/total
PSA ratio were possible predictors for a sole targeted biopsy approach.
Choosing the lesion size (137 men) as an entry test for a targeted only biopsy
would have saved 1370 systematic biopsy cores, missing 11 low risk and two
high risk PCa. Combining the lesion size with the total/free PSA ratio (70
men) would have reduced the biopsy burden by 700 cores, overlooking two high-
risk PCa and underestimating the risk group in three men. Our data may be
helpful in guiding patients inquiring the option of a targeted-only biopsy.
The mpMRI of the prostate and targeted biopsies have heavily changed the
current approach of PCa diagnostics, but there is remaining room for
improvement. Combining the mpMRI with biological markers, implementing
positron emission tomography (PET)/MRI or developing MRI radionomics for
increased data extraction, may further enhance the diagnostic accuracy and
improve patient care.
de
dc.description.abstract
Das Prostatakarzinom stellt das häufigste Karzinom des Mannes in der
westlichen Welt dar. In den letzten zwei Dekaden, wurde die Diagnose des PCa
durch den PSA-Test und eine TRUS gestützte systematische Biopsie definiert.
Die primäre TRUS Biopsie ergab lediglich bei der Hälfte der Männer ein PCa.
Männer mit negativer Biopsie und weiterhin erhöhten PSA-Werten, werden häufig
weiteren TRUS Biopsie unterzogen, mit einer weiteren Abnahme der
Karzinomdetektion. Bisher spielte die Bildgebung mittels MRT in der Diagnose
des PCa keine wesentliche Rolle, jedoch begann dieses Paradigma sich in
letzter Zeit zu wandeln. Die Visualisierung der karzinomsuspekten Läsion
innerhalb der Prostata ermöglichte eine gezielte MRT/US fusionierte Biopsie
anstatt einer systematischen Biopsie. Das MRT und die Zielbiopsie stellte so
eine Option für eine Verbesserung der Behandlungsqualität dar. Die erste
Studie untersuchte folgend die Karzinomdetektion bei Männern, die eine MRT/US
Fusionsbiopsie in Kombination mit einer 10-fach systematischen Biopsie
erhielten. Die Analyse umfasste 301 Männer mit nach PI-RADS klassifizierten
suspekten Läsionen. Die Detektionsrate der Gesamtgruppe lag bei 51% und 62%
der Tumore hatten einen GS ≥ 7. Patienten mit einer Primärbiopsie hatten ein
Karzinom in 75% der Fälle und einen GS ≥ 7 in 75%. Bei der
Wiederholungsbiopsie lag die Detektion zwischen 44% bei Männern mit ≥ 3
negativen bis zu 54% bei Männern mit nur einer vorherigen negativen Biopsie.
Der PI-RADS Score der Zielläsion war ein signifikanter Prädiktor für die
Detektion eines GS ≥ 7 Karzinoms. Wir schlussfolgerten, dass eine Kombination
einer Zielbiopsie mit einer systematischen Biopsie einen Vorteil gegenüber des
Standardvorgehens darzustellen scheint. Zudem stellten wir die Notwendigkeit
her, den Einfluss des PI-RADS Score auf die Zielbiopsie weiter zu untersuchen.
Die zweite Publikation fokussierte auf die Korrelation des einzelnen PI-RADS
Score mit der Tumordetektion in der MRT/US Fusionsbiopsie. Die PI-RADS
Klassifikation für den Befundungsstandard für das mpMRT wurde 2012 erstmalig
publiziert. Daten zum Stellenwert des PI-RADS Score waren zum Zeitpunkt
unserer Studie rar, so dass unsere Studie mit 408 Männern, die größte PI-RADS
basierte Analyse darstellte. In 56% der Männer wurde ein PCa diagnostiziert
und die Karzinomrate konnte in Bezug auf die Anzahl der vorherigen negativen
Biopsie im Vergleich zur ersten Analyse weiter verbessert werden. Zudem zeigte
die Analyse erneut, dass die Rate an signifikanten Karzinomen unabhängig von
den vorhergegangen Biopsien konstant blieb Further (76-79%). Wohingegen Männer
mit einer PI-RADS 3 Läsion in 26% der Fälle ein Karzinom aufwiesen wurden
Männer mit PI-RADS 5 Läsion in 89% der Fälle mit einem Karzinom
diagnostiziert. Die Studie zeigte eine deutliche Korrelation zwischen dem PI-
RADS und der Detektion eines klinisch signifikanten PCa. Nichtsdestotrotz
befürworteten wir für eine verbesserte Genauigkeit, die Zielbiopsie mit einer
systematischen Biopsie zu kombinieren. Die Daten bezüglich der durch die
Zielbiopsien übersehenen Karzinome brachte die Frage der möglichen Ursachen
auf. Die retrospektive Analyse beinhaltete 61 Fälle, bei denen eine
verblindete Re-Evaluation des PI-RADS Score erfolgte. Gefolgt wurde dies von
einer ungeblindeten Korrelation der Läsionen im mpMRT und des Biopsie
Ergebnisses sowie die Dokumentation der zugrundeliegenden Ursache. In 50% der
90 analysierten Läsionen zeigte sich in der Re-Evaluation ein Downgrading des
PI-RADS Score, welche initial keine Biopsie veranlasst hätte. In 40% der
Läsionen konnte die Lokalisation des Karzinoms in der systematischen Biopsie
eindeutig mit der Lokalisation im mpMRT korreliert werden und zeigte somit ein
Verfehlen der Zielbiopsie auf. Interessanterweise, handelte es hierbei vor
allem um PI-RADS 4 oder 5 Läsionen mit einem GS ≥ 7. Die Folgerung der Analyse
war, dass eine zusätzliche systematische Biopsie im Rahmen der Zielbiopsie ein
Versagen diese zu kompensieren vermag und dass initiale „falsch hohe“ PI-RADS
Bewertung das Ergebnis der Zielbiopsie beeinflussen. Die Analyse des Versagens
der Zielbiopsie führte zu der Frage ob eine zusätzliche Bildfusion in der
Sagittalebene eine diagnostische Verbesserung ermögliche könnte. Von den 251
eingeschlossenen Männern, erhielten 89 Männer eine zusätzliche Zielbiopsien
nach einer Bildregistrierung in der Sagittaleben ohne die Anzahl der
Zielbiopsie zu erhöhen. Die Analyse ergab eine signifikante Korrelation
zwischen der sagittalen Bildfusion und den positiven Biopsie Ergebnis. Die
Rate an signifikanten Karzinomen, welche von der Zielbiopsie übersehen worden
wären, konnte durch die zusätzliche sagittale Zielbiopsie um 8% gesenkt
werden. In neun Fällen (10%) wurde die Diagnose alleinig durch die sagittale
Fusionsbiopsie gestellt. Eine Erweiterung der Standard MRT/US Fusionsbiopsie
durch eine sagittale Bildfusion und sagittale Zielbiopsie könnte die
Genauigkeit der sensor-basierten MRT/US fusionierten Zielbiopsie weiter
verbessern. Die meisten publizierten Arbeiten basieren auf der Kombination
einer Zielbiopsie mit einer systematischen Biopsie. Die Limitation einer
alleinigen Zielbiopsie könnte durch eine geeignete Selektion der Patienten
überwunden werden. Deshalb analysierten wir retrospektiv mögliche Prädiktoren
für eine Äquivalenz oder Überlegenheit einer alleinigen Zielbiopsie im
Vergleich zu einer systematischen Biopsie in Bezug auf die Karzinom Risiko-
Einteilung. Die Analyse ergab, dass Läsionsgröße von >12mm, eine auffällige
digital rektale Untersuchung sowie die PSA Ratio mögliche Prädiktoren für
einen alleinigen Zielbiopsie-Ansatz darstellten. Im Falle der Läsionsgröße
(137 Männer) als Entscheidung für eine alleinige Zielbiopsie, hätten 1370
systematische Biopsie Zylinder gespart werden können. Insgesamt wären 11 low
risk und zwei high risk PCa übersehen worden. Die Kombination der Läsionsgröße
und der PSA Ratio (70 Männer) hätte die Biopsielast der Patienten um 700
Zylinder gesenkt und wären lediglich zwei high-risk PCa übersehen und die
Risikogruppe bei drei Männern unterschätzt worden. Unsere Daten könnten in der
Beratung der Patienten in Bezug auf eine alleinige Zielbiopsie nützlich sein.
Das mpMRT der Prostata und die Zielbiopsie haben die aktuelle diagnostische
Herangehensweise an das Prostatakarzinom deutlich verändert. Trotzdem besteht
die Notwendigkeit weiterer Verbesserungen. Die Kombination der mpMRT mit
Biomarkern, der Einsatz der Positron Emission Tomographie (PET)/MRT oder die
Entwicklung von MRT Radionomics für eine optimierte Datenextraktion könnten
die diagnostische Genauigkeit und damit auch die Patientenversorgung
verbessern.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
MRI/US fusion guided targeted biopsy
dc.subject
prostate cancer
dc.subject
targeted biopsy
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Implications of MRI/ultrasound fusion guided targeted biopsies on the
diagnostics of prostate cancer
dc.contributor.contact
hannes.cash@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Heinz-Peter Schlemmer
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Jürgen E. Gschwend
dc.date.accepted
2017-07-17
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000105146-2
dc.title.translated
Einfluss der MRT/Ultraschall-fusionierten Zielbiopsie auf die Diagnose des
Prostatakarzinoms
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000105146
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