Klinische impact van EUS-elastografie Gemiddelde spanningshistogrammen (SH) en contrastpiekverbetering in focale pancreasmassa's en lymfeklieren (ADVEUS)

1. Achtergrond Endoscopische echografie (EUS) is een techniek met een grote klinische impact bij spijsverteringsaandoeningen, die een verandering in de diagnose en behandeling van meer dan de helft van de onderzochte patiënten vaststelt [1]. Recente vorderingen in EUS-FNA-technieken, maar ook de ontwikkeling van real-time EUS-elastografie en contrastverbetering, maakten een betere karakterisering van focale pancreasmassa's mogelijk, met mogelijke implicaties voor de behandeling van patiënten met negatieve EUS-FNA en een sterk vermoeden van maligniteit.

1.a Elastografie Elastografie is een recente ultrasone methode die wordt gebruikt voor de real-time reconstructie van weefselelasticiteitsverdeling [2]. De methode maakt het mogelijk om de elasticiteitsmodulus te berekenen, waardoor verschillen in weefselhardheidspatronen worden weergegeven die worden bepaald door ziekten. Het belangrijkste beoogde gebruik is om onderscheid te maken tussen goedaardige en kwaadaardige focale laesies op basis van de aanzienlijk kleinere stam van de laatste [3]. Elastografie van de tweede generatie introduceert rekverhouding (SR) en rekhistogram (SH) als reproduceerbare parametrische metingen die numerieke waarden in realtime ophalen, waardoor kwantificeringsmogelijkheden aan de techniek worden toegevoegd [4]. Elastografie schat doorgaans de axiale rek (in de richting van insonificatie/compressie) door ultrasone signalen te analyseren die zijn verkregen met standaard ultrasonografische systemen - de RF-signalen die worden teruggestuurd van weefselstructuren voor en na lichte compressie (ongeveer 1%) worden vergeleken [5]. Weefselelastografie kan eenvoudig worden uitgevoerd met conventionele sondes, inclusief de lineaire EUS-sondes die worden gebruikt voor het onderzoek van de alvleesklier en/of lymfeklieren. De berekening van de weefselelasticiteitsverdeling wordt in realtime uitgevoerd onder compressie uit de vrije hand en de onderzoeksresultaten worden weergegeven als transparante overlay-kleurenafbeeldingen die over de conventionele B-modusafbeeldingen met grijstinten heen worden gelegd [6]. Deze methode maakt dus de karakterisering van veel tumoren mogelijk, omdat ze stijver zijn dan normale weefsels. Echografie-elastografie werd eerder gebruikt voor de diagnose van zowel niet-spijsverterings- als spijsverteringstumoren: borstlaesies [7], prostaatkanker [8], schildklierknobbeltjes [9], rectale tumoren [10]. Met betrekking tot de diagnose van pancreasfocale massa's konden sommige auteurs geen onderscheid maken tussen maligniteit en goedaardige tumoren of chronische pancreatitis [11], terwijl anderen goede resultaten hebben verkregen, vooral bij gebruik van computerondersteunde evaluatiemiddelen zoals kleurhistogramanalyse [12] en kunstmatige neurale analyse. netwerken [13]. Meer recentelijk is de lymfeklierbetrokkenheid van verschillende tumoren met succes bepaald met behulp van deze methode: slokdarm [14], oraal plaveiselcelcarcinoom [15], borstkanker [16].

Aangezien elastografiebeelden en -filmpjes een kwalitatief type output vertegenwoordigen dat een subjectieve interpretatie door de onderzoeker met zich meebrengt, is menselijke vooringenomenheid altijd vatbaar voor interferentie met de resultaten en diagnoses, als gevolg van kleurperceptiefouten, bewegende artefacten of mogelijke selectiebias veroorzaakt door de analyse van stilstaande beelden. Er werden meer objectieve, computerondersteunde semi-kwantitatieve middelen ontwikkeld om de resultaten te interpreteren, maar deze hebben het nadeel dat ze arbeidsintensief zijn en software van derden gebruiken die niet in realtime kan worden gebruikt [17]. Elastografie van de tweede generatie introduceert rekverhouding (SR) en rekhistogram (SH) als twee reproduceerbare metingen die numerieke waarden in realtime ophalen, waardoor de menselijke vooringenomenheid aanzienlijk wordt verminderd zonder dat er software van derden nodig is [4]. SR berekent de relatieve belasting tussen twee interessegebieden (ROI) (normaal en pathologisch). SH meet de spanningswaarden van elementaire gebieden binnen een ROI en verdeelt het meetbereik in intervallen; als de spanningswaarde van een element binnen een interval valt, wordt het aanvankelijke gebied genormaliseerd door het aanvankelijke totale oppervlak opgeteld bij het lopende totaal van dat interval; de totale waarden van elk interval worden gebruikt om een ​​grafiek en een gemiddelde waarde te produceren. Zowel SR als SH zijn al in vivo gebruikt voor pancreasmassa's of lymfeklieren, met veelbelovende resultaten [18].

1. b Contrastverbetering Ultrasone contrastmiddelen in combinatie met contrastspecifieke beeldvormingstechnieken worden in toenemende mate geaccepteerd in klinisch gebruik voor diagnostische beeldvorming [19]. De studie van de alvleesklier is een nieuwe en veelbelovende toepassing van contrastversterkte echografie (CE-US), inclusief contrastversterkte endoscopische echografie (CE-EUS). De techniek is niet geïndiceerd om de detectie van pancreaslaesies te verbeteren, maar om de afbakening en differentiële diagnose van pancreaslaesies te verbeteren [20-23]. Een van de fluorgasbevattende contrastmiddelen die in CE-US en CE-EUS worden gebruikt, is Sonovue®, dat bestaat uit fosfolipiden-gestabiliseerde bellen van zwavelhexafluoride (SF6) [24]. Sonovue® is isotoon, stabiel en drukbestendig, met een viscositeit vergelijkbaar met die van bloed. Het diffundeert niet in het extravasculaire compartiment dat in de bloedvaten achterblijft totdat het gas oplost en wordt geëlimineerd in de uitgeademde lucht (contrastmiddel voor bloedpoelen) [25]. Het veiligheidsprofiel van SonoVue vertoonde een zeer lage incidentie van bijwerkingen; het is niet nefrotoxisch en de incidentie van ernstige overgevoeligheid is vergelijkbaar met die van andere contrastmiddelen voor magnetische resonantiebeeldvorming. Bovendien is Sono-Vue goedgekeurd voor klinisch gebruik in EU-landen. De bloedtoevoer van de alvleesklier is volledig arterieel, waardoor contrastversterkte onderzoeken haalbaar en direct beschikbaar zijn. Op basis van de richtlijnen en aanbevelingen van de European Federation Societies of Ultrasound in Medicine and Biology, bijgewerkt in 2008, werden twee fasen gedefinieerd voor CE-US en CE-EUS van de pancreas: een vroege/arteriële fase (beginnend van 10 tot 30 seconden) en een veneuze/late fase (van 30 tot 120 seconden) [19].

   Het onderscheiden van pancreasadenocarcinoom van andere pancreasmassa's blijft een uitdaging met de huidige beeldvormende technieken [22-27]. De specificiteit van het onderscheid tussen goedaardige en kwaadaardige focale pancreaslaesies bleek 93,3% te zijn bij gebruik van power Doppler contrastversterkte EUS (PD-CE-EUS) vergeleken met 83,3% voor conventionele EUS [26]. Het hypovasculaire aspect van laesies onder PD-CE-EUS leek zeer gevoelig en specifiek (meer dan 90%) voor adenocarcinoom in verschillende gepubliceerde onderzoeken [22-27]. Tijdens PD-CE-EUS-onderzoeken is de ultrasone frequentie die wordt teruggestuurd naar de transducer dezelfde als de frequentie die wordt uitgezonden, maar de methode gaat gepaard met artefacten als gevolg van turbulente stroming (flits en overschildering) [28]. Bij CE-EUS is ductaal adenocarcinoom in alle fasen doorgaans hypoversterkt in vergelijking met het aangrenzende pancreasweefsel [19]. Bovendien worden de grootte en marges van de laesie beter gevisualiseerd, evenals de relatie met peripancreatische slagaders en aders. Focale laesies bij chronische pancreatitis hebben naar verluidt vergelijkbare of hyperverbeterende kenmerken in vergelijking met het normale pancreasparenchym [19].

   Speciale contrastversterkte harmonische EUS-technieken (gebaseerd op een lage mechanische index) zijn onlangs beschikbaar in nieuwe EUS-systemen. De harmonische frequenties die worden teruggestuurd tijdens CEH-EUS verschillen van die uitgezonden door de transducer en zijn het resultaat van niet-lineaire oscillaties van de microbellen [24]. Het verkregen beeld is een toevoeging van het signaal dat wordt gecreëerd door de vervorming van de microbellen en het van weefsel afkomstige signaal. Dit kan worden geoptimaliseerd door gebruik te maken van een lage MI, waardoor minimale belvernietiging en volledige "aftrekking" van het van weefsel afgeleide signaal mogelijk is, waardoor een continue real-time beoordeling met hoge resolutie van de microvascularisatie tijdens de opnameperiode van het contrastmiddel wordt verkregen (real-time perfusiebeeldvorming) [ 29-31]. CEH-EUS maakt een nauwkeurigere lokalisatie van vasculaire structuren binnen het parenchym en focale afwijkingen mogelijk, met een betere afbakening van pancreaslaesies dan EUS, vooral in de gevallen waarin lucht of vet artefacten veroorzaakt en onvoldoende visualisatie van het pancreasparenchym. Een eerste pilootstudie beschreef een experimentele techniek van CEH-EUS gebaseerd op een lineaire prototype EUS-scoop, een lage mechanische index (0,08 - 0,25) en een 2e generatie contrastmiddel (Sono-Vue), die de visualisatie van vroege arteriële fase mogelijk maakte en versterking van de late parenchymale fase van de pancreas [32]. Een andere pilotstudie toonde zowel real-time continue beelden van fijn vertakte vaten van de pancreas als intermitterende homogene parenchymale perfusiebeelden aan, door gebruik te maken van een radiale prototype EUS-scope, een lage mechanische index (0,4) en een 2e generatie contrastmiddel (Sono-Vue) [33]. Verschillende andere onderzoeksgroepen rapporteerden al de haalbaarheid van CEH-EUS met een lage mechanische index [34-36]. De sensitiviteit, specificiteit en nauwkeurigheid voor het diagnosticeren van pancreasadenocarcinoom waren 88%, 89% en 88,5% in één onderzoek [34] en 80%, 91,7% en 86% in het andere onderzoek [33]. De gegevens zijn echter nog steeds beperkt en een prospectieve, multicentrische geblindeerde studie zou zeker nodig zijn.

   Het onderzoeksprotocol is gebaseerd op een multicenter semi-kwantitatieve benadering van EUS-elastografiegegevens in combinatie met contrastversterkte EUS, bestaande uit het meten van SR en SH voor focale pancreasmassa's en lymfeklieren, evenals verschillende parameters van op CE-EUS gebaseerde op tijd-intensiteit-curve (TIC) analyse. Er moet rekening worden gehouden met een aantal parameters, aangezien de ROI's nog steeds handmatig door de gebruiker worden geselecteerd. Het doel van de studie is om een ​​op EUS gebaseerd diagnostisch algoritme vast te stellen bij patiënten met pancreasmassa's en lymfeklieren, met negatieve of onduidelijke cytopathologie na EUS-FNA, op basis van eerder gepubliceerde resultaten en afkappunten van elastografie en contrastverbetering. Het voorgestelde algoritme van sequentieel gebruik van real-time elastografie, gevolgd door contrastversterkte EUS zou een goed klinisch hulpmiddel kunnen zijn om patiënten met mogelijk adenocarcinoom van de pancreas of kwaadaardige lymfeklieren te helpen selecteren, in de setting van patiënten met negatieve EUS-FNA-resultaten.

2. Doelstellingen van de studie Het doel van de studie is het beoordelen van kwantitatieve elastografie- en contrastverhogende parameters tijdens EUS-onderzoeken van focale pancreasmassa's en lymfeklieren, om een ​​algoritme voor hun gebruik te standaardiseren en bijgevolg goedaardige versus kwaadaardige pancreasmassa's te onderscheiden en lymfekliermassa's te evalueren. betrokkenheid bij een toekomstig ontwerp met meerdere centra.

3. Patiënten en methoden Het onderzoeksontwerp is prospectief, geblindeerd en multicenter, waarbij de resultaten van endoscopische ultrasone elastografie (EG-EUS) en contrastversterking (CE-EUS) worden vergeleken voor de karakterisering van focale pancreasmassa's en lymfeklieren door gebruik te maken van parametrische metingen, in vergelijking met de gouden standaard vertegenwoordigd door pathologie.

   De studie zal worden uitgevoerd met de goedkeuring van de institutionele raad (ethische commissie) beoordeling van elk centrum. Het volledige onderzoeksprotocol en de deelnemende centra zullen worden geüpload op ClinicalTrials.gov, het register van federaal en particulier ondersteunde klinische onderzoeken die worden uitgevoerd in de Verenigde Staten en de rest van de wereld.

   Inclusiecriteria

   • Patiënten gediagnosticeerd met solide pancreastumormassa's, met cytologische / histologische bevestiging
   • Patiënten met of zonder vermoedelijke betrokkenheid van de lymfeklieren komen in aanmerking
   • Leeftijd 18 tot 90 jaar oud, mannen of vrouwen
   • Ondertekende geïnformeerde toestemming voor uitsluitingscriteria voor EG-EUS, CE-EUS en FNA-biopsie
   • Voorafgaande chirurgische behandeling met curatieve intentie of chemo-radiotherapie
   • Patiënten met de diagnose mucineproducerende tumoren, pancreascystische tumoren, enz.

4. Gegevensverzameling

   • Persoonsgegevens (naam, achternaam, leeftijd, opnamedatum, BSN, diagnose bij opname)

5. Beeldvormingstests

   • Alle patiënten met een vermoeden van pancreasmassa's of lymfeklieren moeten EUS ondergaan, met sequentiële EG-EUS en CE-EUS

   • EUS met EUS-geleide FNA en elastografie

     • Protocol van EUS met EUS-FNA moet lineaire EUS-instrumenten omvatten met volledig onderzoek van de pancreas.
     • Tumorkarakteristieken (echogeniciteit, echostructuur, grootte) zullen worden beschreven, evenals de aanwezigheid/afwezigheid van power Doppler-signalen.
     • EUS-FNA wordt uitgevoerd in alle pancreasmassa's met ten minste drie passages
     • Alle examinatoren moeten worden geblindeerd voor de resultaten van pathologie

   • EG-EUS-procedure:

     • EUS-EG wordt uitgevoerd tijdens de gebruikelijke EUS-onderzoeken, waarbij twee films van 10 seconden worden opgenomen op de ingebouwde harde schijf om de variabiliteit te minimaliseren en de herhaalbaarheid van de acquisitie te vergroten.
     • Er wordt een afbeelding met twee panelen gebruikt met de gebruikelijke conventionele B-modus EUS-afbeelding in grijstinten aan de rechterkant en met de elastografieafbeelding aan de linkerkant. In alle gebruikte systemen zullen dezelfde parameters worden ingesteld: e-dynamisch bereik 2, persistentie 3, enz.
     • Het interessegebied voor EUS-EG zal bij voorkeur groter zijn dan de focale massa (ongeveer 50%-50%), om de omringende structuren te omvatten. Als de focale massa groter is dan 3 cm, wordt een deel van de massa opgenomen in de ROI, evenals de omliggende structuren (bij voorkeur vermijden van grote vaten). Zeer grote ROI voor de elastografieberekeningen worden vermeden vanwege het optreden van nevenartefacten.
     • De volgende voorinstellingen worden in alle centra gebruikt: elastografie kleurenkaart 1, frame-afwijzing 2, ruisonderdrukking 2, persistentie 3, dynamische woede 4, vloeiend maken 2, blend 50%.
     • SR en SH worden gemeten; met drie metingen die zijn uitgevoerd en geregistreerd op de ingebouwde harde schijf. Voor SR moet het referentiegebied, indien mogelijk, op hetzelfde niveau als de laesie worden geplaatst.

   • CE-EUS-procedure:

     • Een afbeelding met twee panelen met de gebruikelijke conventionele B-modus EUS-afbeelding in grijstinten aan de rechterkant en met het contrastharmonische beeld aan de linkerkant zal worden gebruikt, volgens vooraf vastgestelde voorinstellingen.
     • Het startpunt van de timer wordt beschouwd als het moment van intraveneuze contrastinjectie (Sonovue 4,8 ml).
     • CE-EUS wordt uitgevoerd tijdens gebruikelijke EUS-onderzoeken, waarbij de hele film (T0-T120s) wordt opgenomen op de ingebouwde harde schijf van het ultrasone systeem, voor latere analyse.
     • Er zal een procedure met een lage mechanische index (dynamische breedbandcontrastharmonische beeldvormingsmodus) worden gebruikt, met een mechanische index van 0,2 en overeenkomstige vermogens.
     • De volgende voorinstellingen worden in alle centra gebruikt: contrastmodus dCHI-W, WPI-R/P (resolutie / penetratie voor oppervlakkige versus diepe structuren), mechanische index (variabel vanaf 0,1, bij voorkeur 0,2), MI grijsschaal (0.03), grijskaart 4, AGC 0, R-filter C, persistentie 2, dynamisch bereik 50, B-kleur 21, smoothing 3, gammacurve lineair.
     • Om menselijke vooringenomenheid te minimaliseren, zullen alle nabewerking en computeranalyse van digitale films worden uitgevoerd binnen het coördinerende IT-centrum, waarbij alle programmeurs en statistici blind zijn voor de klinische, beeldvormende en pathologische gegevens.
     • Off-line analyse van tijd-intensiteitscurves zal worden uitgevoerd met behulp van Vue-Box, wat de volgende kwantitatieve parameters oplevert: Peak Enhancement (PE), Wash-in Area Under the Curve (Wi-AUC), Rise Time (RT), gemiddelde Transit Time (mTT), Time To Peak (TTP), Wash-in Rate (WiR) en Wash-in Perfusion Index (WiPI). De software biedt ook referentiewaarden (uitgedrukt in percentages), waarbij de reeks waarden voor de ROI van de tumor wordt uitgelijnd met die van het parenchym.

6. Definitieve diagnose

   • Een positieve cytologische diagnose zal worden beschouwd als een definitief bewijs van maligniteit van de pancreasmassa of lymfeklier. De diagnoses verkregen door EUS-FNA zullen verder geverifieerd worden ofwel door een operatie ofwel tijdens een klinische follow-up van minstens 6 maanden.
   • De diagnose van chronische pancreatitis zal gebaseerd zijn op de klinische informatie (geschiedenis van alcoholmisbruik, eerdere diagnose van chronische pancreatitis of diabetes mellitus), evenals een combinatie van beeldvormende methoden (echografie, CT en EUS). Ten minste vier criteria van chronische pancreatitis tijdens EUS zullen worden overwogen voor de positieve diagnose. De diagnose van chronische pseudotumorale pancreatitis of goedaardige lymfeklieren wordt altijd bevestigd door een operatie of door een follow-up van minimaal zes maanden om maligniteit uit te sluiten bij de patiënten die niet geopereerd zullen worden.
   • Pathologiemonsters verkregen uit duodeno-pancreatectomieën of caudale pancreatectomieën uitgevoerd met curatieve bedoelingen, evenals microhistologische fragmenten verkregen via EUS-FNA-biopsie zullen worden verwerkt door paraffine-inbedding met gebruikelijke kleuringen (haematoxyline-eosine), met daaropvolgende immuunhistochemie op de discretie van de deelnemende centra pathologen om neuro-endocriene tumoren / pancreasmetastasen uit te sluiten.
   • De patiënten worden minimaal zes maanden gevolgd door middel van klinisch onderzoek, biologisch onderzoek en transabdominale echografie, eventueel met een herhaalde spiraalvormige CT/EUS na zes maanden.

7. statistische analyse

   • Beschrijvende statistieken

     • Alle resultaten worden uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD). Verschillen tussen de patiënten met alvleesklierkanker en chronische pancreatitis worden uitgevoerd door middel van de two-sample t-test (twee onafhankelijke samples). Aangezien deze parametrische methode aannames doet over normaliteit en soortgelijke varianties, zullen we in eerste instantie zowel de Kolmogorov-Smirnov- als de Shapiro-Wilk W-normaliteitstest uitvoeren en de aanname van gelijkheid van varianties verifiëren met de F-test. In het geval van de t-toets met twee steekproeven zullen we ook het niet-parametrische alternatief van de Mann-Whitney U-toets uitvoeren, aangezien deze in sommige gevallen zelfs meer kracht kan bieden om de nulhypothese te verwerpen dan de t-toets .
     • Omdat het bij meer dan twee groepen waarnemingen veel beter is om een ​​enkele analyse te gebruiken die ons in staat stelt om alle gegevens in dezelfde tijd te bekijken, zullen we ook de one-way variantieanalyse (ANOVA) methode uitvoeren met dezelfde basislijn aannames. Een p-waarde van minder dan 0,05 wordt als statistisch significant beschouwd.
   • Gevoeligheid, specificiteit, positief voorspellende waarde, negatief voorspellende waarde en accuratesse van EG-EUS en CE-EUS worden bepaald in vergelijking met de uiteindelijke diagnose. Ook worden de sensitiviteit, specificiteit, positief voorspellende waarde, negatief voorspellende waarde en accuratesse voor de subgroep patiënten met negatieve EUS-FNA en een positieve diagnosei van maligniteit tijdens de daaropvolgende follow-up afzonderlijk berekend.

8. Vermogensanalyse

   • Het geschatte aantal geïncludeerde patiënten is minimaal 210, gebaseerd op minimaal 10 centra met elk minimaal 20 patiënten, die in een periode van 12 maanden zullen worden ingeschreven. De poweranalyse was gebaseerd op de volgende aanname: om de krachtige t-toets voor onafhankelijke steekproeven te gebruiken, is een steekproefomvang van 105 patiënten in elke groep voldoende om 95% statistisch vermogen te leveren om een ​​verschil van 5% in gemiddelde te detecteren, voor een type I-fout alfa = 0,05 en de standaarddeviatie van de populatie = 10%.
   • Het verschil in gemiddelde was gebaseerd op eerder gepubliceerde gegevens die een nauwkeurigheid rapporteren van ongeveer 80-85% voor EUS-FNA en 90% voor EG-EUS en/of CE-EUS.