Klinisk effekt af EUS-elastografi gennemsnitlig stammehistogrammer (SH) og kontrastspidsforøgelse i fokale pancreasmasser og lymfeknuder (ADVEUS)

1. Baggrund Endoskopisk ultralyd (EUS) er en teknik med stor klinisk indvirkning på fordøjelsessygdomme, der bestemmer en ændring i diagnose og behandling af mere end halvdelen af ​​de undersøgte patienter [1]. Nylige fremskridt inden for EUS-FNA-teknikker, men også udviklingen af ​​real-time EUS-elastografi og kontrastforstærkning, muliggjorde en bedre karakterisering af fokale bugspytkirtelmasser, med mulige implikationer i behandlingen af ​​patienter med negativ EUS-FNA og en stærk mistanke om malignitet.

1.a Elastografi Elastografi er en nyere ultralydsmetode, der anvendes til rekonstruktion af vævs-elasticitetsfordeling i realtid [2]. Metoden tillader beregning af elasticitetsmodulet, og viser derfor forskelle i vævshårdhedsmønstre, der er bestemt af sygdomme. Den primære tilsigtede anvendelse er at skelne mellem benigne og ondartede fokale læsioner baseret på den væsentligt mindre stamme af sidstnævnte [3]. Anden generation af elastografi introducerer strain ratio (SR) og strain histogram (SH) som reproducerbare parametriske målinger, der henter numeriske værdier i realtid, hvilket tilføjer kvantificeringsmuligheder til teknikken [4]. Elastografi estimerer typisk den aksiale belastning (langs retningen af ​​insonifikation/kompression) ved at analysere ultralydssignaler opnået med standard ultralydssystemer - RF-signalerne returneret fra vævsstrukturer før og efter let kompression (ca. 1%) sammenlignes [5]. Vævselastografi kan let udføres med konventionelle prober, herunder de lineære EUS-prober, der bruges til undersøgelse af bugspytkirtlen og/eller lymfeknuder. Beregningen af ​​vævs-elasticitetsfordeling udføres i realtid under frihåndskomprimering, og undersøgelsesresultaterne er repræsenteret som transparente overlejringsfarvebilleder overlejret på de konventionelle gråskala B-tilstandsbilleder [6]. Denne metode tillader således karakterisering af mange tumorer, fordi de er stivere end normalt væv. Ultralydselastografi blev tidligere brugt til diagnosticering af ikke-fordøjelsessvulster såvel som fordøjelsessvulster: brystlæsioner [7], prostatacancer [8], skjoldbruskkirtelknogler [9], rektale tumorer [10]. Med hensyn til diagnosen af ​​pancreas fokale masser, kunne nogle forfattere ikke skelne mellem malignitet og godartede tumorer eller kronisk pancreatitis [11], mens andre har opnået gode resultater, især ved brug af computerassisterede metoder til evaluering som nuance histogram analyse [12] og kunstig neural. netværk [13]. For nylig er lymfeknudeinvolvering af flere tumorer blevet bestemt med succes ved hjælp af denne metode: spiserør [14], oral pladecellecarcinom [15], brystkræft [16].

Da elastografibilleder og film repræsenterer en kvalitativ type output, der indebærer en subjektiv fortolkning af undersøgeren, er menneskelig bias altid modtagelig for at forstyrre resultaterne og diagnoserne på grund af farveopfattelsesfejl, bevægelige artefakter eller mulig selektionsbias induceret af analysen af stillbilleder. Der blev udviklet mere objektive, computerstøttede semi-kvantitative metoder til fortolkning af resultaterne, men disse har den ulempe, at de er arbejdskrævende og bruger tredjepartssoftware, som ikke kan bruges i realtid [17]. Anden generations elastografi introducerer strain ratio (SR) og strain histogram (SH) som to reproducerbare målinger, der henter numeriske værdier i realtid, hvilket i høj grad reducerer den menneskelige bias uden behov for tredjepartssoftware [4]. SR beregner den relative belastning mellem to områder af interesse (ROI) (normal og patologisk). SH måler belastningsværdierne af elementære områder inde i et ROI og opdeler måleområdet i intervaller; hvis tøjningsværdien af ​​et element falder ind i et interval, lægges dets begyndelsesareal normaliseret med det oprindelige totale overfladeareal til den løbende total af dette interval; de samlede værdier af hvert interval bruges til at fremstille en graf og en gennemsnitsværdi. Både SR og SH er allerede blevet brugt in vivo til bugspytkirtelmasser eller lymfeknuder, med lovende resultater [18].

1. b Kontrastforstærkende Ultralydskontrastmidler i forbindelse med kontrastspecifikke billeddannelsesteknikker accepteres i stigende grad i klinisk brug til diagnostisk billeddannelse [19]. Undersøgelsen af ​​bugspytkirtlen er en ny og lovende anvendelse af kontrastforstærket ultralyd (CE-US), herunder kontrastforstærket endoskopisk ultralyd (CE-EUS). Teknikken er ikke indiceret til at forbedre påvisningen af ​​bugspytkirtellæsioner, men til at forbedre afgrænsningen og differentialdiagnosen af ​​bugspytkirtellæsioner [20-23]. Et af de fluorgasholdige kontrastmidler, der anvendes i CE-US og CE-EUS, er Sonovue®, som består af fosfolipider-stabiliserede bobler af svovlhexafluorid (SF6) [24]. Sonovue® er isotonisk, stabil og modstandsdygtig over for tryk, med en viskositet svarende til blod. Det diffunderer ikke ind i det ekstravaskulære rum, der er tilbage i blodkarrene, før gassen opløses og elimineres i den udåndede luft (kontrastmiddel til blodpøl) [25]. Sikkerhedsprofilen for SonoVue viste en meget lav forekomst af bivirkninger; det er ikke nefrotoksisk, og forekomsten af ​​svær overfølsomhed svarer til andre magnetiske resonansbilleddannende kontrastmidler. Desuden er Sono-Vue godkendt til klinisk brug i EU-lande. Bugspytkirtlens blodforsyning er fuldstændig arteriel, hvilket gør kontrastforstærkede undersøgelser mulige og let tilgængelige. Baseret på retningslinjer og anbefalinger fra European Federation Societies of Ultrasound in Medicine and Biology, opdateret i 2008, blev to faser defineret for CE-US og CE-EUS af bugspytkirtlen: en tidlig/arteriel fase (startende fra 10 til 30 sekunder) og en venøs/sen fase (fra 30 til 120 sekunder) [19].

   At skelne bugspytkirtel-adenokarcinom fra andre bugspytkirtelmasser er fortsat udfordrende med nuværende billeddannelsesteknikker [22-27]. Specificiteten af ​​forskellen mellem benigne og ondartede fokale bugspytkirtellæsioner blev fundet at være 93,3 % ved brug af power Doppler kontrastforstærket EUS (PD-CE-EUS) sammenlignet med 83,3 % for konventionel EUS [26]. Det hypovaskulære aspekt af læsioner under PD-CE-EUS virkede meget følsomt og specifikt (højere end 90%) for adenocarcinom i flere publicerede undersøgelser [22-27]. Under PD-CE-EUS undersøgelser er ultralydsfrekvensen, der returneres til transduceren, den samme som den, der transmitteres, men metoden er forbundet med artefakter som følge af turbulent flow (blink og overmaling) [28]. Ved CE-EUS er duktalt adenokarcinom typisk hypoforstærket sammenlignet med det tilstødende pancreasvæv i alle faser [19]. Ydermere visualiseres læsionens størrelse og marginer bedre, samt forholdet til peripancreatiske arterier og vener. Fokale læsioner i kronisk pancreatitis er rapporteret at have lignende eller hyperforstærkende træk sammenlignet med det normale pancreasparenkym [19].

   Dedikerede kontrastforstærkede harmoniske EUS-teknikker (baseret på et lavt mekanisk indeks) er for nylig tilgængelige i nye EUS-systemer. De harmoniske frekvenser, der returneres under CEH-EUS, er forskellige fra dem, der transduceres af transduceren og er resultatet af ikke-lineære svingninger af mikroboblerne [24]. Det opnåede billede er en tilføjelse af signalet skabt af forvrængning af mikroboblerne og det vævs-afledte signal. Dette kan optimeres ved at bruge lavt MI, som tillader minimal bobledestruktion og fuldstændig "subtraktion" af det vævsafledte signal, hvilket opnår en kontinuerlig realtidsvurdering af høj opløsning af mikrovaskulariseringen under kontrastoptagelsesperioden (realtidsperfusionsbilleddannelse) [ 29-31]. CEH-EUS tillader en mere præcis placering af vaskulære strukturer i parenkymet og fokale abnormiteter med bedre afgrænsning af bugspytkirtellæsioner end EUS, især i de tilfælde, hvor luft eller fedt forårsager artefakter og utilstrækkelig visualisering af pancreas-parenkymet. En indledende pilotundersøgelse beskrev en eksperimentel teknik af CEH-EUS baseret på en lineær prototype EUS scope, et lavt mekanisk indeks (0,08 - 0,25) og et 2. generations kontrastmiddel (Sono-Vue), som muliggjorde visualisering af tidlig arteriel fase og sen parenkymal faseforstærkning af bugspytkirtlen [32]. En anden pilotundersøgelse viste både kontinuerlige realtidsbilleder af fint forgrenede kar i bugspytkirtlen og intermitterende homogene parenkymale perfusionsbilleder ved at bruge en radial prototype EUS-skop, et lavt mekanisk indeks (0,4) og et 2. generations kontrastmiddel (Sono-Vue) [33]. Flere andre forskningsgrupper rapporterede allerede gennemførligheden af ​​CEH-EUS med lavt mekanisk indeks [34-36]. Sensitiviteten, specificiteten og nøjagtigheden for diagnosticering af pancreas adenocarcinom var 88 %, 89 % og 88,5 % i den ene undersøgelse [34] og 80 %, 91,7 % og 86 % i den anden undersøgelse [33]. Dataene er dog stadig begrænsede, og en prospektiv, multicentrisk blindet undersøgelse ville bestemt være nødvendig.

   Undersøgelsesprotokollen er baseret på en multicenter semikvantitativ tilgang af EUS elastografidata i kombination med kontrastforstærket EUS, bestående af måling af SR og SH for fokale pancreasmasser og lymfeknuder, samt adskillige parametre for CE-EUS baseret på tids-intensitetskurve (TIC) analyse. En række parametre skal tages i betragtning, da ROI'erne stadig vælges manuelt af brugeren. Formålet med undersøgelsen er at etablere en EUS-baseret diagnostisk algoritme hos patienter med bugspytkirtelmasser og lymfeknuder, med negativ eller inkonklusiv cytopatologi efter EUS-FNA, baseret på tidligere offentliggjorte resultater og cut-offs af elastografi og kontrastforøgelse. Den foreslåede algoritme for sekventiel brug af realtidselastografi efterfulgt af kontrastforstærket EUS kunne være et godt klinisk værktøj til at hjælpe med at udvælge patienter med muligt pancreas-adenokarcinom eller maligne lymfeknuder i forhold til patienter med negative EUS-FNA-resultater.

2. Undersøgelsens formål Formålet med undersøgelsen er at vurdere kvantitativ elastografi og kontrastforstærkende parametre under EUS undersøgelser af fokale pancreasmasser og lymfeknuder, at standardisere en algoritme for deres anvendelse og følgelig differentiere benigne vs maligne pancreasmasser og evaluere lymfeknuder. involvering i et fremtidigt multicenterdesign.

3. Patienter og metoder Undersøgelsesdesignet er prospektivt, blindet og multicenter, der sammenligner endoskopisk ultralydselastografi (EG-EUS) og kontrastforstærkning (CE-EUS) resultater til karakterisering af fokale pancreasmasser og lymfeknuder ved hjælp af parametriske målinger, i sammenligning med guldstandarden repræsenteret ved patologi.

   Undersøgelsen vil blive udført med godkendelse af den institutionelle bestyrelse (etiske komité) gennemgang af hvert center. Den komplette undersøgelsesprotokol og de deltagende centre vil blive uploadet på ClinicalTrials.gov, registret over føderalt og privat støttede kliniske forsøg udført i USA og rundt om i verden.

   Inklusionskriterier

   • Patienter diagnosticeret med solide bugspytkirteltumormasser, med cytologisk/histologisk bekræftelse
   • Patienter med eller uden mistanke om lymfeknudepåvirkning er kvalificerede
   • Alder 18 til 90 år, mænd eller kvinder
   • Underskrevet informeret samtykke til EG-EUS, CE-EUS og FNA biopsi ekskluderingskriterier
   • Forudgående kirurgisk behandling med kurativ hensigt eller kemo-strålebehandling
   • Patienter diagnosticeret med mucinproducerende tumorer, cystiske tumorer i bugspytkirtlen osv.

4. Dataindsamling

   • Personlige data (navn, efternavn, alder, indlæggelsesdato, SSN, diagnose ved indlæggelse)

5. Billeddiagnostiske tests

   • Alle patienter med mistanke om bugspytkirtelmasser eller lymfeknuder bør gennemgå EUS, med sekventiel EG-EUS og CE-EUS

   • EUS med EUS-guidet FNA og elastografi

     • Protokol for EUS med EUS-FNA bør omfatte lineære EUS-instrumenter med fuldstændige undersøgelser af bugspytkirtlen.
     • Tumorkarakteristika (ekkogenicitet, ekkostruktur, størrelse) vil blive beskrevet samt tilstedeværelse/fravær af kraft-doppler-signaler.
     • EUS-FNA vil blive udført i alle bugspytkirtelmasser med mindst tre gennemløb
     • Alle eksaminatorer bør være blinde for resultaterne af patologi

   • EG-EUS procedure:

     • EUS-EG vil blive udført under sædvanlige EUS-undersøgelser med to film af 10 sekunders varighed optaget på den indlejrede HDD for at minimere variabilitet og øge gentageligheden af ​​optagelsen.
     • Et billede med to paneler med det sædvanlige, konventionelle gråskala B-tilstand EUS-billede på højre side og med elastografibilledet på venstre side vil blive brugt. De samme parametre vil blive opsat i alle anvendte systemer: e-dynamisk område 2, persistens 3 osv.
     • Området af interesse for EUS-EG vil fortrinsvis være større end brændvidden (ca. 50%-50%) for at inkludere de omgivende strukturer. Hvis brændemassen er større end 3 cm, vil en del af massen indgå i ROI, samt de omkringliggende strukturer (undgå helst store kar). Meget stor ROI for elastografiberegningerne vil blive undgået på grund af forekomsten af ​​sideartefakter.
     • Følgende forudindstillinger vil blive brugt i alle centre: elastografifarvekort 1, rammeafvisning 2, støjafvisning 2, persistens 3, dynamisk raseri 4, udjævning 2, blanding 50%.
     • SR og SH vil blive målt; med tre målinger foretaget og optaget på den indlejrede HDD. For SR bør referenceområdet placeres på samme niveau som læsionen, hvis det er muligt.

   • CE-EUS procedure:

     • Et billede med to paneler med det sædvanlige konventionelle B-tilstand EUS-billede i gråskala på højre side og med det harmoniske kontrastbillede på venstre side vil blive brugt i henhold til forudindstillede forudindstillinger.
     • Startpunktet for timeren vil blive betragtet som tidspunktet for intravenøs kontrastinjektion (Sonovue 4,8 ml).
     • CE-EUS vil blive udført under sædvanlige EUS-undersøgelser, med hele filmen (T0-T120s) optaget på den indbyggede HDD i ultralydssystemet til senere analyse.
     • En procedure med lavt mekanisk indeks (dynamisk bredbåndskontrast harmonisk billeddannelsestilstand) vil blive brugt med et mekanisk indeks på 0,2 og tilsvarende styrker.
     • Følgende forudindstillinger vil blive brugt i alle centre: kontrasttilstand dCHI-W, WPI-R/P (opløsning/penetration for overfladiske vs dybe strukturer), mekanisk indeks (variabelt startende med 0,1, foretrukket 0,2), MI gråskala (0,03), grå kort 4, AGC 0, R-filter C, persistens 2, dynamisk område 50, B-farve 21, udjævning 3, gammakurve lineær.
     • For at minimere menneskelig skævhed vil al efterbehandling og computeranalyse af digitale film blive udført i det koordinerende IT-center, hvor alle programmører og statistikere bliver blindet for de kliniske, billeddiagnostiske og patologiske data.
     • Off-line analyse af tidsintensitetskurver vil blive udført ved brug af Vue-Box, som giver følgende kvantitative parametre: Peak Enhancement (PE), Wash-in Area Under the Curve (Wi-AUC), Rise Time (RT), middelværdi Transittid (mTT), Time To Peak (TTP), Wash-in Rate (WiR) og Wash-in Perfusion Index (WiPI). Softwaren giver også referenceværdier (udtrykt i procenter), der justerer værdisættet for tumor-ROI til de parenkymale.

6. Endelig diagnose

   • En positiv cytologisk diagnose vil blive taget som et endeligt bevis på malignitet i bugspytkirtlens masse eller lymfeknude. Diagnoserne opnået af EUS-FNA vil blive yderligere verificeret enten ved kirurgi eller under en klinisk opfølgning på mindst 6 måneder.
   • Diagnosen af ​​kronisk pancreatitis vil være baseret på den kliniske information (historie om alkoholmisbrug, tidligere diagnose af kronisk pancreatitis eller diabetes mellitus), samt en kombination af billeddiagnostiske metoder (ultralyd, CT og EUS). Mindst fire kriterier for kronisk pancreatitis under EUS vil blive taget i betragtning for den positive diagnose. Diagnosen kronisk pseudotumoral pancreatitis eller benigne lymfeknuder vil altid blive bekræftet ved operation eller ved en opfølgning på mindst seks måneder, der bruges til at udelukke malignitet hos de patienter, der ikke skal opereres.
   • Patologiprøver opnået fra duodeno-pancreatektomier eller kaudale pancreatektomier udført med helbredende hensigt, såvel som mikrohistologiske fragmenter opnået gennem EUS-FNA-biopsi vil blive behandlet ved paraffinindstøbning med sædvanlige farvninger (hæmatoxylin-eosin), med efterfølgende immunhistokemi ved skøn af de deltagende centres patologer for at udelukke neuroendokrine tumorer / pancreasmetastaser.
   • Patienterne vil blive fulgt op i mindst seks måneder gennem klinisk undersøgelse, biologiske undersøgelser og transabdominal ultralyd, til sidst med en gentagen spiral-CT/EUS efter seks måneder.

7. Statistisk analyse

   • Beskrivende statistik

     • Alle resultater vil blive udtrykt som middel ± standardafvigelse (SD). Forskelle mellem patienter med bugspytkirtelkræft og kronisk pancreatitis vil udføres af to-prøve t-testen (to uafhængige prøver). Da denne parametriske metode gør antagelser om normalitet og lignende varianser, vil vi indledningsvis udføre både Kolmogorov-Smirnov og Shapiro-Wilk W normalitetstestene og verificere variansens lighedsantagelse med F-testen. I tilfældet med t-testen med to stikprøver vil vi også udføre det ikke-parametriske alternativ givet af Mann-Whitney U-testen, da det i nogle tilfælde endda kan give større kraft til at forkaste nulhypotesen end t-testen .
     • Da det med mere end to grupper af observationer er langt bedre at bruge en enkelt analyse, der sætter os i stand til at se på alle data på samme tid, vil vi også udføre metoden envejs variansanalyse (ANOVA) med samme baseline antagelser. En p-værdi mindre end 0,05 vil blive betragtet som statistisk signifikant.
   • Sensitivitet, specificitet, positiv prædiktiv værdi, negativ prædiktiv værdi og nøjagtighed af EG-EUS og CE-EUS vil blive bestemt i sammenligning med den endelige diagnose. Også sensitiviteten, specificiteten, positiv prædiktiv værdi, negativ prædiktiv værdi og nøjagtighed for undergruppen af ​​patienter med negativ EUS-FNA og en positiv diagnose af malignitet under efterfølgende opfølgning vil blive beregnet separat.

8. Power analyse

   • Det estimerede antal inkluderede patienter er mindst 210, baseret på mindst 10 centre med mindst 20 patienter hver, som vil blive indskrevet i en 12 måneders periode. Effektanalysen var baseret på følgende antagelse: For at bruge den kraftfulde t-test til uafhængige prøver er en prøvestørrelse svarende til 105 patienter i hver gruppe tilstrækkelig til at give 95 % statistisk styrke til at påvise en forskel på 5 % i middelværdi, for en type I fejl alfa = 0,05, og populationens standardafvigelse = 10 %.
   • Forskellen i gennemsnit var baseret på tidligere offentliggjorte data, som rapporterer en nøjagtighed på ca. 80-85 % for EUS-FNA og 90 % for EG-EUS og/eller CE-EUS.