Klinický dopad EUS elastografických histogramů středního napětí (SH) a zvýšení kontrastního vrcholu u fokálních pankreatických hmot a lymfatických uzlin (ADVEUS)

1. Východiska Endoskopický ultrazvuk (EUS) je technika s velkým klinickým dopadem u onemocnění zažívacího traktu, která určuje změnu v diagnostice a léčbě u více než poloviny vyšetřených pacientů [1]. Nedávné pokroky v technikách EUS-FNA, ale také vývoj EUS elastografie v reálném čase a zesílení kontrastu, umožnily lepší charakterizaci fokálních pankreatických hmot s možnými důsledky pro léčbu pacientů s negativní EUS-FNA a silným podezřením na malignita.

1.a Elastografie Elastografie je moderní ultrazvuková metoda používaná k rekonstrukci distribuce elasticity tkání v reálném čase [2]. Metoda umožňuje výpočet modulu pružnosti a následně ukazuje rozdíly ve vzorcích tvrdosti tkáně, které jsou určeny nemocemi. Hlavním zamýšleným použitím je rozlišení mezi benigními a maligními ložiskovými lézemi na základě významně menšího kmene posledně jmenovaných [3]. Druhá generace elastografie zavádí poměr přetvoření (SR) a histogram přetvoření (SH) jako reprodukovatelná parametrická měření, která získávají číselné hodnoty v reálném čase a přidávají k technice možnosti kvantifikace [4]. Elastografie typicky odhaduje axiální napětí (ve směru insonifikace/komprese) analýzou ultrazvukových signálů získaných standardními ultrasonografickými systémy – RF signály vracené z tkáňových struktur před a po mírné kompresi (asi 1 %) jsou porovnány [5]. Tkáňovou elastografii lze snadno provádět konvenčními sondami, včetně lineárních sond EUS používaných pro vyšetření pankreatu a/nebo lymfatických uzlin. Výpočet distribuce tkáňové elasticity se provádí v reálném čase pod kompresí z ruky a výsledky vyšetření jsou reprezentovány jako průhledné překryvné barevné snímky překryté konvenčními snímky ve stupních šedi v B-módu [6]. Tato metoda tedy umožňuje charakterizaci mnoha nádorů, protože jsou tužší než normální tkáně. Ultrazvuková elastografie byla dříve používána pro diagnostiku netrávicích i trávicích nádorů: léze prsu [7], karcinom prostaty [8], uzliny štítné žlázy [9], nádory rekta [10]. Pokud jde o diagnostiku pankreatických fokálních mas, někteří autoři nedokázali rozlišit mezi maligním a benigním nádorem nebo chronickou pankreatitidou [11], zatímco jiní dosáhli dobrých výsledků, zejména při použití počítačově podporovaných prostředků hodnocení, jako je analýza barevného histogramu [12] a umělá nervová sítě [13]. V poslední době bylo pomocí této metody úspěšně zjištěno postižení lymfatických uzlin u několika nádorů: jícnu [14], spinocelulárního karcinomu ústní dutiny [15], karcinomu prsu [16].

Vzhledem k tomu, že elastografické snímky a filmy představují kvalitativní typový výstup, který vyžaduje subjektivní interpretaci zkoušejícím, je lidské zkreslení vždy náchylné k interferenci s výsledky a diagnózami v důsledku chyb vnímání barev, pohybujících se artefaktů nebo možného zkreslení výběru způsobeného analýzou statické obrázky. Byly vyvinuty objektivnější, počítačem podporované semikvantitativní prostředky interpretace výsledků, které však mají nevýhodu v tom, že jsou pracné a používají software třetích stran, který nelze použít v reálném čase [17]. Druhá generace elastografie zavádí poměr deformace (SR) a histogram deformace (SH) jako dvě reprodukovatelná měření, která získávají číselné hodnoty v reálném čase, čímž výrazně snižují lidské zkreslení bez potřeby softwaru třetích stran [4]. SR vypočítá relativní napětí mezi dvěma oblastmi zájmu (ROI) (normální a patologické). SH měří hodnoty napětí elementárních oblastí uvnitř ROI a rozděluje rozsah měření do intervalů; pokud hodnota deformace prvku spadá do intervalu, jeho počáteční plocha normalizovaná počáteční celkovou plochou povrchu se přičte k průběžnému součtu tohoto intervalu; celkové hodnoty každého intervalu se použijí k vytvoření grafu a průměrné hodnoty. SR i SH již byly použity in vivo pro pankreatické masy nebo lymfatické uzliny se slibnými výsledky [18].

1. b Zvýšení kontrastu Ultrazvukové kontrastní látky ve spojení s kontrastně specifickými zobrazovacími technikami jsou stále více akceptovány v klinickém použití pro diagnostické zobrazování [19]. Studium pankreatu je novou a slibnou aplikací kontrastního ultrazvuku (CE-US), včetně kontrastního endoskopického ultrazvuku (CE-EUS). Technika není indikována ke zlepšení detekce pankreatických lézí, ale ke zlepšení vymezení a diferenciální diagnostiky pankreatických lézí [20–23]. Jedním z kontrastních činidel obsahujících fluoroplyn používaných v CE-US a CE-EUS je Sonovue®, který se skládá z bublin fluoridu sírového (SF6) stabilizovaných fosfolipidy [24]. Sonovue® je izotonický, stabilní a odolný vůči tlaku, s viskozitou podobnou krvi. Nedifunduje do extravaskulárního kompartmentu, který zůstává v krevních cévách, dokud se plyn nerozpustí, a není eliminován ve vydechovaném vzduchu (kontrastní látka krevního bazénu) [25]. Bezpečnostní profil SonoVue ukázal velmi nízký výskyt nežádoucích účinků; není nefrotoxický a výskyt těžké hypersenzitivity je podobný jako u jiných kontrastních látek pro magnetickou rezonanci. Sono-Vue je navíc schválen pro klinické použití v zemích EU. Krevní zásobení slinivky břišní je zcela arteriální, takže vyšetření se zvýšeným kontrastem jsou proveditelná a snadno dostupná. Na základě pokynů a doporučení Evropské federace ultrazvukových společností v medicíně a biologii, aktualizovaných v roce 2008, byly definovány dvě fáze pro CE-US a CE-EUS pankreatu: časná/arteriální fáze (začínající od 10 do 30 sekund) a žilní/pozdní fáze (od 30 do 120 sekund) [19].

   Rozlišení pankreatického adenokarcinomu od jiných pankreatických mas je se současnými zobrazovacími technikami náročné [22–27]. Specificita rozlišení mezi benigními a maligními fokálními pankreatickými lézemi byla shledána 93,3 % při použití power Doppler kontrastem-enhanced EUS (PD-CE-EUS) ve srovnání s 83,3 % pro konvenční EUS [26]. Hypovaskulární aspekt lézí pod PD-CE-EUS se v několika publikovaných studiích jevil jako vysoce citlivý a specifický (více než 90 %) pro adenokarcinom [22–27]. Během vyšetření PD-CE-EUS je ultrazvuková frekvence vrácená do snímače stejná jako vysílaná, ale metoda je spojena s artefakty vyplývajícími z turbulentního proudění (záblesk a přetírání) [28]. Při CE-EUS je duktální adenokarcinom typicky hypoenhanced ve srovnání se sousední tkání pankreatu ve všech fázích [19]. Kromě toho je lépe vizualizována velikost léze a okraje, stejně jako vztah s peripankreatickými tepnami a žilami. Uvádí se, že ložiskové léze u chronické pankreatitidy mají ve srovnání s normálním pankreatickým parenchymem podobné rysy nebo rysy nadměrného zesílení [19].

   V nových systémech EUS jsou nedávno k dispozici speciální harmonické EUS techniky se zvýšeným kontrastem (založené na nízkém mechanickém indexu). Harmonické frekvence vrácené během CEH-EUS se liší od frekvencí přenášených převodníkem a jsou výsledkem nelineárních oscilací mikrobublin [24]. Získaný obraz je sčítáním signálu vytvořeného zkreslením mikrobublin a signálu pocházejícího z tkáně. To lze optimalizovat použitím nízkého MI, který umožňuje minimální destrukci bublin a úplné „odčítání“ signálu odvozeného z tkáně, čímž se získá kontinuální hodnocení mikrovaskularizace v reálném čase s vysokým rozlišením během období příjmu kontrastu (perfuzní zobrazování v reálném čase) [ 29-31]. CEH-EUS umožňuje přesnější lokalizaci cévních struktur v parenchymu a fokálních abnormalitách s lepším vymezením pankreatických lézí než EUS, zejména v případech, kdy vzduch nebo tuk způsobují artefakty a nedostatečnou vizualizaci pankreatického parenchymu. Počáteční pilotní studie popsala experimentální techniku ​​CEH-EUS založenou na lineárním prototypu EUS rozsahu, nízkém mechanickém indexu (0,08 - 0,25) a kontrastní látce 2. generace (Sono-Vue), která umožnila vizualizaci časné arteriální fáze a pozdní parenchymální fáze enhancement pankreatu [32]. Další pilotní studie prokázala jak kontinuální snímky jemně větvených cév pankreatu v reálném čase, tak přerušované snímky homogenní parenchymální perfuze pomocí radiálního prototypu EUS osciloskopu, nízkého mechanického indexu (0,4) a kontrastní látky 2. generace (Sono-Vue). [33]. Několik dalších výzkumných skupin již uvedlo proveditelnost CEH-EUS s nízkým mechanickým indexem [34-36]. Senzitivita, specificita a přesnost pro diagnostiku adenokarcinomu pankreatu byla 88 %, 89 % a 88,5 % v jedné studii [34] a 80 %, 91,7 % a 86 % ve druhé studii [33]. Data jsou však stále omezená a prospektivní, multicentrická zaslepená studie by jistě byla nezbytná.

   Protokol studie je založen na multicentrickém semikvantitativním přístupu elastografických dat EUS v kombinaci s EUS se zvýšeným kontrastem, který se skládá z měření SR a SH pro fokální pankreatické hmoty a lymfatické uzliny, stejně jako několik parametrů založených na CE-EUS na analýze křivky časové intenzity (TIC). Je třeba vzít v úvahu řadu parametrů, protože ROI jsou stále ručně vybírány uživatelem. Cílem studie je vytvořit diagnostický algoritmus založený na EUS u pacientů s pankreatickými masami a lymfatickými uzlinami, s negativní nebo neprůkaznou cytopatologií po EUS-FNA, na základě dříve publikovaných výsledků a limitů elastografie a kontrastu. Navrhovaný algoritmus sekvenčního použití elastografie v reálném čase, následovaný kontrastním EUS, by mohl být dobrým klinickým nástrojem, který by pomohl vybrat pacienty s možným adenokarcinomem pankreatu nebo maligními lymfatickými uzlinami u pacientů s negativními výsledky EUS-FNA.

2. Cíle studie Cílem studie je posoudit kvantitativní elastografii a parametry kontrastu při EUS vyšetření fokálních pankreatických mas a lymfatických uzlin, standardizovat algoritmus jejich použití a následně odlišit benigní a maligní pankreatické masy a zhodnotit lymfatické uzliny zapojení do budoucího multicentrického designu.

3. Pacienti a metody Návrh studie je prospektivní, zaslepený a multicentrický, srovnává výsledky endoskopické ultrazvukové elastografie (EG-EUS) a kontrastního zesílení (CE-EUS) pro charakterizaci fokálních pankreatických mas a lymfatických uzlin pomocí parametrických měření, v srovnání se zlatým standardem reprezentovaným patologií.

   Studie bude provedena se souhlasem institucionální rady (etické komise) přezkoumání každého centra. Kompletní protokol studie a zúčastněná centra budou nahrány na ClinicalTrials.gov, registr federálně a soukromě podporovaných klinických studií prováděných ve Spojených státech a po celém světě.

   Kritéria pro zařazení

   • Pacienti s diagnózou solidních nádorů slinivky břišní s cytologickým / histologickým potvrzením
   • Vhodné jsou pacienti s podezřením na postižení lymfatických uzlin nebo bez něj
   • Věk 18 až 90 let, muži i ženy
   • Podepsaný informovaný souhlas pro kritéria vyloučení biopsie EG-EUS, CE-EUS a FNA
   • Předchozí chirurgická léčba s kurativním záměrem nebo chemo-radioterapie
   • Pacienti s diagnózou nádorů produkujících mucin, cystických nádorů pankreatu atd.

4. Sběr dat

   • Osobní údaje (jméno, příjmení, věk, datum přijetí, SSN, diagnóza při přijetí)

5. Zobrazovací testy

   • Všichni pacienti s podezřením na pankreatické masy nebo lymfatické uzliny by měli podstoupit EUS se sekvenčním EG-EUS a CE-EUS

   • EUS s EUS naváděnou FNA a elastografií

     • Protokol EUS s EUS-FNA by měl zahrnovat lineární nástroje EUS s kompletním vyšetřením pankreatu.
     • Budou popsány charakteristiky nádoru (echogenita, echostruktura, velikost) a také přítomnost/nepřítomnost silových dopplerovských signálů.
     • EUS-FNA bude provedena u všech pankreatických mas alespoň třemi průchody
     • Všichni vyšetřující by měli být zaslepeni pro výsledky patologie

   • Postup EG-EUS:

     • EUS-EG bude prováděno během obvyklých EUS vyšetření, se dvěma filmy o délce 10 sekund zaznamenanými na vestavěný HDD, aby se minimalizovala variabilita a zvýšila se opakovatelnost pořízení.
     • Použije se dvoupanelový snímek s obvyklým konvenčním obrazem EUS v B-módu ve stupních šedi na pravé straně a s elastografickým obrazem na levé straně. Ve všech používaných systémech budou nastaveny stejné parametry: e-dynamický rozsah 2, perzistence 3 atd.
     • Oblast zájmu pro EUS-EG bude přednostně větší než ohnisková hmota (přibližně 50%-50%), aby zahrnovala okolní struktury. Pokud je ohnisková hmota větší než 3 cm, bude část hmoty zahrnuta do ROI, stejně jako okolní struktury (nejlépe se vyhněte velkým cévám). Velmi velké ROI pro výpočty elastografie bude zabráněno kvůli výskytu vedlejších artefaktů.
     • Ve všech centrech budou použita následující přednastavení: barevná mapa elastografie 1, potlačení snímku 2, potlačení šumu 2, perzistence 3, dynamický vztek 4, vyhlazování 2, prolnutí 50 %.
     • budou měřeny SR a SH; se třemi měřeními provedenými a zaznamenanými na vestavěný HDD. U SR by referenční oblast měla být pokud možno umístěna na stejné úrovni s lézí.

   • CE-EUS postup:

     • Podle předem stanovených předvoleb bude použit dvoupanelový obraz s obvyklým konvenčním obrazem EUS v B-módu ve stupních šedi na pravé straně a s kontrastním harmonickým obrazem na levé straně.
     • Za výchozí bod časovače bude považován okamžik intravenózní injekce kontrastní látky (Sonovue 4,8 ml).
     • CE-EUS bude prováděno během obvyklých EUS vyšetření, přičemž celý film (T0-T120s) bude zaznamenán na vestavěný HDD ultrazvukového systému pro pozdější analýzu.
     • Bude použit postup s nízkým mechanickým indexem (dynamický širokopásmový kontrastní harmonický zobrazovací režim) s mechanickým indexem 0,2 a odpovídajícími výkony.
     • Ve všech centrech budou použita následující přednastavení: kontrastní režim dCHI-W, WPI-R/P (rozlišení / penetrace pro povrchové vs. hluboké struktury), mechanický index (proměnná od 0,1, přednostně 0,2), MI šedá stupnice (0,03), šedá mapa 4, AGC 0, R-filtr C, perzistence 2, dynamický rozsah 50, B-barva 21, vyhlazování 3, gama křivka lineární.
     • Aby se minimalizovala lidská zaujatost, bude veškeré následné zpracování a počítačová analýza digitálních filmů prováděna v rámci koordinujícího IT centra, přičemž všichni programátoři a statistici budou zaslepeni vůči klinickým, zobrazovacím a patologickým datům.
     • Off-line analýza křivek časové intenzity bude provedena pomocí Vue-Box, který poskytne následující kvantitativní parametry: Peak Enhancement (PE), Wash-in Area Under the Curve (Wi-AUC), Rise Time (RT), průměr Transit Time (mTT), Time To Peak (TTP), Wash-in Rate (WiR) a Wash-in Perfusion Index (WiPI). Software také poskytuje referenční hodnoty (vyjádřené v procentech), čímž porovnává sadu hodnot pro nádorovou ROI s parenchymálními.

6. Konečná diagnóza

   • Pozitivní cytologická diagnóza bude považována za konečný důkaz malignity hmoty pankreatu nebo lymfatické uzliny. Diagnózy získané pomocí EUS-FNA budou dále ověřeny buď chirurgicky, nebo během klinického sledování po dobu minimálně 6 měsíců.
   • Diagnóza chronické pankreatitidy bude založena na klinických informacích (anamnéza abúzu alkoholu, předchozí diagnóza chronické pankreatitidy nebo diabetes mellitus) a také na kombinaci zobrazovacích metod (ultrazvuk, CT a EUS). Pro pozitivní diagnózu budou zvažována alespoň čtyři kritéria chronické pankreatitidy během EUS. Diagnóza chronické pseudotumorální pankreatitidy nebo benigních lymfatických uzlin bude u neoperovaných pacientů vždy potvrzena operací nebo minimálně šestiměsíčním sledováním sloužícím k vyloučení malignity.
   • Patologické vzorky získané z duodenopankreatektomií nebo kaudálních pankreatektomií provedených s kurativním záměrem, stejně jako mikrohistologické fragmenty získané biopsií EUS-FNA budou zpracovány zalitím do parafínu s obvyklým barvením (hematoxylin-eosin) s následnou imunohistochemií na na uvážení patologů zúčastněných center za účelem vyloučení neuroendokrinních nádorů / pankreatických metastáz.
   • Pacienti budou sledováni po dobu minimálně šesti měsíců prostřednictvím klinického vyšetření, biologických vyšetření a transabdominálního ultrazvuku, případně po šesti měsících opakováním spirálního CT/EUS.

7. Statistická analýza

   • Deskriptivní statistika

     • Všechny výsledky budou vyjádřeny jako průměr ± standardní odchylka (SD). Rozdíly mezi pacienty s karcinomem pankreatu a chronickou pankreatitidou budou provedeny dvouvýběrovým t-testem (dva nezávislé vzorky). Protože tato parametrická metoda vytváří předpoklady o normalitě a podobných rozptylech, nejprve provedeme jak Kolmogorov-Smirnovův, tak Shapiro-Wilkův W test normality a ověříme předpoklad rovnosti rozptylů pomocí F testu. V případě dvouvýběrového t-testu provedeme i neparametrickou alternativu danou Mann-Whitney U testem, protože v některých případech může nabídnout dokonce větší sílu k zamítnutí nulové hypotézy než t-test. .
     • Protože u více než dvou skupin pozorování je mnohem lepší použít jedinou analýzu, která nám umožní podívat se na všechna data ve stejnou dobu, provedeme také metodu jednosměrné analýzy rozptylu (ANOVA) se stejnou základní linií. předpoklady. P-hodnota menší než 0,05 bude považována za statisticky významnou.
   • Bude stanovena senzitivita, specificita, pozitivní prediktivní hodnota, negativní prediktivní hodnota a přesnost EG-EUS a CE-EUS ve srovnání s konečnou diagnózou. Rovněž bude samostatně vypočítána senzitivita, specificita, pozitivní prediktivní hodnota, negativní prediktivní hodnota a přesnost pro podskupinu pacientů s negativní EUS-FNA a pozitivní diagnózou malignity během následného sledování.

8. Výkonová analýza

   • Odhadovaný počet zahrnutých pacientů je nejméně 210 na základě nejméně 10 center s nejméně 20 pacienty v každém, která budou zapsána v období 12 měsíců. Analýza síly byla založena na následujícím předpokladu: pro použití výkonného t-testu pro nezávislé vzorky je velikost vzorku rovnající se 105 pacientům v každé skupině dostatečná k poskytnutí 95% statistické síly k detekci rozdílu 5% v průměru, pro chybu typu I alfa = 0,05 a standardní odchylku základního souboru = 10 %.
   • Rozdíl v průměru byl založen na dříve publikovaných datech, která uvádějí přesnost přibližně 80-85 % pro EUS-FNA a 90 % pro EG-EUS a/nebo CE-EUS.