Klinisk effekt av EUS-elastografi gjennomsnittlig belastningshistogram (SH) og kontrasttoppforsterkning i fokale bukspyttkjertelmasser og lymfeknuter (ADVEUS)

1. Bakgrunn Endoskopisk ultralyd (EUS) er en teknikk med stor klinisk innvirkning på fordøyelsessykdommer, som bestemmer en endring i diagnose og behandling av mer enn halvparten av undersøkte pasienter [1]. Nylige fremskritt innen EUS-FNA-teknikker, men også utviklingen av sanntids EUS-elastografi og kontrastforsterkning, tillot en bedre karakterisering av fokale bukspyttkjertelmasser, med mulige implikasjoner i behandlingen av pasienter med negativ EUS-FNA og sterk mistanke om malignitet.

1.a Elastografi Elastografi er en nyere ultralydmetode som brukes for rekonstruksjon av vevselastisitetsfordeling i sanntid [2]. Metoden tillater beregning av elastisitetsmodulen, og viser følgelig forskjeller i vevshardhetsmønstre som bestemmes av sykdommer. Den viktigste tiltenkte bruken er å skille mellom benigne og ondartede fokale lesjoner basert på den betydelig mindre stammen av sistnevnte [3]. Andre generasjons elastografi introduserer strain ratio (SR) og strain histogram (SH) som reproduserbare parametriske målinger som henter numeriske verdier i sanntid, og legger kvantifiseringsmuligheter til teknikken [4]. Elastografi estimerer typisk den aksiale belastningen (langs retningen for insonifisering / kompresjon) ved å analysere ultralydsignaler oppnådd med standard ultrasonografiske systemer - RF-signalene returnert fra vevsstrukturer før og etter lett kompresjon (ca. 1%) sammenlignes [5]. Vevselastografi kan enkelt utføres med konvensjonelle prober, inkludert de lineære EUS-probene som brukes til undersøkelse av bukspyttkjertelen og/eller lymfeknuter. Beregningen av vevets elastisitetsfordeling utføres i sanntid under frihåndskompresjon og undersøkelsesresultatene er representert som transparente overleggsfargebilder som er lagt over på de konvensjonelle gråskala B-modusbildene [6]. Dermed tillater denne metoden karakterisering av mange svulster, fordi de er stivere enn normalt vev. Ultralyd elastografi ble tidligere brukt for diagnostisering av ikke-fordøyelsessvulster og fordøyelsessvulster: brystlesjoner [7], prostatakreft [8], skjoldbruskknuter [9], rektale svulster [10]. Når det gjelder diagnosen av fokalmasser i bukspyttkjertelen, kunne noen forfattere ikke skille mellom malignitet og godartede svulster eller kronisk pankreatitt [11], mens andre har oppnådd gode resultater, spesielt ved bruk av datamaskinassisterte metoder for evaluering som fargetonehistogramanalyse [12] og kunstig nevrale. nettverk [13]. Nylig har lymfeknute-involvering av flere svulster blitt bestemt ved hjelp av denne metoden: spiserør [14], oral plateepitelkarsinom [15], brystkreft [16].

Siden elastografibilder og filmer representerer en kvalitativ type utdata som innebærer en subjektiv tolkning av undersøkeren, er menneskelig skjevhet alltid utsatt for å forstyrre resultatene og diagnosene, på grunn av fargeoppfatningsfeil, bevegelige artefakter eller mulig seleksjonsskjevhet indusert av analysen av stillbilder. Det ble utviklet mer objektive, dataassisterte semi-kvantitative virkemidler for å tolke resultatene, men disse har den ulempen at de er arbeidskrevende og bruker tredjepartsprogramvare som ikke kan brukes i sanntid [17]. Andre generasjons elastografi introduserer strain ratio (SR) og strain histogram (SH) som to reproduserbare målinger som henter numeriske verdier i sanntid, og reduserer dermed den menneskelige skjevheten i stor grad uten behov for tredjepartsprogramvare [4]. SR beregner den relative belastningen mellom to områder av interesse (ROI) (normal og patologisk). SH måler tøyningsverdiene til elementære områder inne i en ROI og deler måleområdet inn i intervaller; hvis tøyningsverdien til et element faller inn i et intervall, blir dets initielle areal normalisert med det initielle totale overflatearealet lagt til den løpende summen av det intervallet; de totale verdiene for hvert intervall brukes til å lage en graf og en gjennomsnittsverdi. Både SR og SH har allerede blitt brukt in vivo for bukspyttkjertelmasser eller lymfeknuter, med lovende resultater [18].

1. b Kontrastforsterkende Ultralydkontrastmidler i forbindelse med kontrastspesifikke avbildningsteknikker blir i økende grad akseptert i klinisk bruk for bildediagnostikk [19]. Studiet av bukspyttkjertelen er en ny og lovende anvendelse av kontrastforsterket ultralyd (CE-US), inkludert kontrastforsterket endoskopisk ultralyd (CE-EUS). Teknikken er ikke indisert for å forbedre påvisningen av pankreaslesjoner, men for å forbedre avgrensningen og differensialdiagnosen av pankreaslesjoner [20-23]. Et av de fluorgassholdige kontrastmidlene som brukes i CE-US og CE-EUS er Sonovue®, som består av fosfolipidstabiliserte bobler av svovelheksafluorid (SF6) [24]. Sonovue® er isotonisk, stabil og motstandsdyktig mot trykk, med en viskositet som ligner på blod. Det diffunderer ikke inn i det ekstravaskulære rommet som er igjen i blodårene før gassen løses opp og elimineres i utåndingsluften (kontrastmiddel for blodbasseng) [25]. Sikkerhetsprofilen til SonoVue viste en svært lav forekomst av bivirkninger; det er ikke nefrotoksisk, og forekomsten av alvorlig overfølsomhet ligner på andre kontrastmidler for magnetisk resonansbilde. Dessuten er Sono-Vue godkjent for klinisk bruk i EU-land. Blodtilførselen til bukspyttkjertelen er helt arteriell, noe som gjør kontrastforsterkede undersøkelser mulige og lett tilgjengelige. Basert på retningslinjer og anbefalinger fra European Federation Societies of Ultrasound in Medicine and Biology, oppdatert i 2008, ble to faser definert for CE-US og CE-EUS av bukspyttkjertelen: en tidlig/arteriell fase (starter fra 10 til 30 sekunder) og en venøs/sen fase (fra 30 til 120 sekunder) [19].

   Å skille bukspyttkjerteladenokarsinom fra andre bukspyttkjertelmasser er fortsatt utfordrende med dagens bildeteknikker [22-27]. Spesifisiteten til diskrimineringen mellom benigne og ondartede fokale bukspyttkjertellesjoner ble funnet å være 93,3 % ved bruk av kraftdoppler kontrastforsterket EUS (PD-CE-EUS) sammenlignet med 83,3 % for konvensjonell EUS [26]. Det hypovaskulære aspektet av lesjoner under PD-CE-EUS virket svært sensitivt og spesifikt (høyere enn 90 %) for adenokarsinom i flere publiserte studier [22-27]. Under PD-CE-EUS-undersøkelser er ultralydfrekvensen som returneres til transduseren den samme som den som sendes, men metoden er assosiert med artefakter som følge av turbulent strømning (blits og overmaling) [28]. Ved CE-EUS er duktalt adenokarsinom typisk hypoforsterket sammenlignet med det tilstøtende bukspyttkjertelvevet i alle faser [19]. Videre er lesjonsstørrelsen og marginene bedre visualisert, samt forholdet til peripankreatiske arterier og vener. Fokale lesjoner ved kronisk pankreatitt er rapportert å ha lignende eller hyperforsterkende egenskaper sammenlignet med det normale pankreasparenkymet [19].

   Dedikerte kontrastforsterkede harmoniske EUS-teknikker (basert på en lav mekanisk indeks) er nylig tilgjengelig i nye EUS-systemer. De harmoniske frekvensene som returneres under CEH-EUS er forskjellige fra de som overføres av transduseren og er et resultat av ikke-lineære oscillasjoner av mikroboblene [24]. Bildet som oppnås er et tillegg av signalet som skapes av forvrengningen av mikroboblene og det vevavledede signalet. Dette kan optimaliseres ved å bruke lav MI, som tillater minimal bobleødeleggelse og fullstendig "subtraksjon" av det vevsavledede signalet, og oppnår en høyoppløselig kontinuerlig sanntidsvurdering av mikrovaskulariseringen under kontrastopptaksperioden (sanntidsperfusjonsavbildning) [ 29-31]. CEH-EUS tillater en mer presis plassering av vaskulære strukturer i parenkymet og fokale abnormiteter, med bedre avgrensning av bukspyttkjertellesjoner enn EUS, spesielt i tilfeller der luft eller fett forårsaker artefakter og utilstrekkelig visualisering av bukspyttkjertelparenkymet. En innledende pilotstudie beskrev en eksperimentell teknikk av CEH-EUS basert på en lineær prototype EUS scope, en lav mekanisk indeks (0,08 - 0,25) og et 2. generasjons kontrastmiddel (Sono-Vue), som muliggjorde visualisering av tidlig arteriell fase og sen parenkymal faseforsterkning av bukspyttkjertelen [32]. En annen pilotstudie demonstrerte både kontinuerlige sanntidsbilder av fint forgrenede kar i bukspyttkjertelen og intermitterende homogene parenkymale perfusjonsbilder, ved å bruke en radiell prototype EUS-skop, en lav mekanisk indeks (0,4) og et 2. generasjons kontrastmiddel (Sono-Vue) [33]. Flere andre forskningsgrupper har allerede rapportert gjennomførbarheten av CEH-EUS med lav mekanisk indeks [34-36]. Sensitiviteten, spesifisiteten og nøyaktigheten for diagnostisering av pankreasadenokarsinom var 88 %, 89 % og 88,5 % i den ene studien [34] og 80 %, 91,7 % og 86 % i den andre studien [33]. Imidlertid er dataene fortsatt begrenset, og en prospektiv, multisentrisk blindet studie ville absolutt være nødvendig.

   Studieprotokollen er basert på en multisenter semi-kvantitativ tilnærming av EUS elastografidata i kombinasjon med kontrastforsterket EUS, bestående av måling av SR og SH for fokale bukspyttkjertelmasser og lymfeknuter, samt flere parametere for CE-EUS baserte på tids-intensitetskurve (TIC) analyse. En rekke parametere må tas i betraktning, siden ROI-ene fortsatt velges manuelt av brukeren. Målet med studien er å etablere en EUS-basert diagnostisk algoritme hos pasienter med bukspyttkjertelmasser og lymfeknuter, med negativ eller inkonklusive cytopatologi etter EUS-FNA, basert på tidligere publiserte resultater og cut-offs av elastografi og kontrastforsterkning. Den foreslåtte algoritmen for sekvensiell bruk av sanntidselastografi, etterfulgt av kontrastforsterket EUS kan være et godt klinisk verktøy for å hjelpe til med å velge pasienter med mulig adenokarsinom i bukspyttkjertelen eller ondartede lymfeknuter, i setting av pasienter med negative EUS-FNA-resultater.

2. Mål for studien Målet med studien er å vurdere kvantitativ elastografi og kontrastforsterkende parametere under EUS-undersøkelser av fokale pankreasmasser og lymfeknuter, å standardisere en algoritme for deres bruk og følgelig differensiere benigne vs ondartede pankreasmasser og evaluere lymfeknute. involvering i et potensielt multisenterdesign.

3. Pasienter og metoder Studiedesignet er prospektivt, blindet og multisenter, og sammenligner resultater for endoskopisk ultralyd elastografi (EG-EUS) og kontrastforsterkning (CE-EUS) for karakterisering av fokale pankreasmasser og lymfeknuter ved bruk av parametriske målinger, i sammenligning med gullstandarden representert av patologi.

   Studien vil bli utført med godkjenning fra institusjonsstyret (etisk komité) gjennomgang av hvert senter. Den komplette studieprotokollen og deltakende sentre vil bli lastet opp på ClinicalTrials.gov, registeret over føderalt og privat støttede kliniske studier utført i USA og rundt om i verden.

   Inklusjonskriterier

   • Pasienter diagnostisert med solide svulstmasser i bukspyttkjertelen, med cytologisk/histologisk bekreftelse
   • Pasienter med eller uten mistanke om lymfeknutepåvirkning er kvalifisert
   • Alder 18 til 90 år, menn eller kvinner
   • Signert informert samtykke for eksklusjonskriterier for EG-EUS, CE-EUS og FNA biopsi
   • Tidligere kirurgisk behandling med kurativ hensikt eller kjemo-strålebehandling
   • Pasienter diagnostisert med mucinproduserende svulster, cystiske svulster i bukspyttkjertelen, etc.

4. Datainnsamling

   • Personopplysninger (navn, etternavn, alder, innleggelsesdato, SSN, diagnose ved innleggelse)

5. Imaging tester

   • Alle pasienter med mistanke om bukspyttkjertelmasse eller lymfeknuter bør gjennomgå EUS, med sekvensiell EG-EUS og CE-EUS

   • EUS med EUS-veiledet FNA og elastografi

     • Protokoll for EUS med EUS-FNA bør inkludere lineære EUS-instrumenter med fullstendige undersøkelser av bukspyttkjertelen.
     • Tumorkarakteristikker (ekogenisitet, ekkostruktur, størrelse) vil bli beskrevet samt tilstedeværelse/fravær av kraftdopplersignaler.
     • EUS-FNA vil bli utført i alle bukspyttkjertelmasser med minst tre passeringer
     • Alle sensorer bør blindes for resultatene av patologi

   • EG-EUS prosedyre:

     • EUS-EG vil bli utført under vanlige EUS-undersøkelser, med to filmer på 10 sekunder tatt opp på den innebygde harddisken for å minimere variasjonen og øke repeterbarheten av innhentingen.
     • Et bilde med to paneler med det vanlige konvensjonelle gråskala B-modus EUS-bildet på høyre side og med elastografibildet på venstre side vil bli brukt. De samme parametrene vil bli satt opp i alle systemer som brukes: e-dynamisk område 2, persistens 3, etc.
     • Området av interesse for EUS-EG vil fortrinnsvis være større enn brennmassen (omtrent 50%-50%), for å inkludere de omkringliggende strukturene. Hvis brennmassen er større enn 3 cm, vil en del av massen inkluderes i ROI, samt de omkringliggende strukturene (unngå helst store kar). Svært stor ROI for elastografiberegningene vil unngås på grunn av tilsynekomsten av sideartefakter.
     • Følgende forhåndsinnstillinger vil bli brukt i alle sentre: elastografifargekart 1, rammeavvisning 2, støyavvisning 2, utholdenhet 3, dynamisk raseri 4, utjevning 2, blanding 50 %.
     • SR og SH vil bli målt; med tre målinger gjort og registrert på den innebygde harddisken. For SR bør referanseområdet om mulig plasseres på samme nivå som lesjonen.

   • CE-EUS prosedyre:

     • Et topanelsbilde med det vanlige konvensjonelle gråskala B-modus EUS-bildet på høyre side og med det kontrastharmoniske bildet på venstre side vil bli brukt, i henhold til forhåndsinnstilte forhåndsinnstillinger.
     • Startpunktet for tidtakeren vil bli betraktet som øyeblikket for intravenøs kontrastinjeksjon (Sonovue 4,8 ml).
     • CE-EUS vil bli utført under vanlige EUS-undersøkelser, med hele filmen (T0-T120s) tatt opp på den innebygde HDD-en til ultralydsystemet, for senere analyse.
     • En prosedyre med lav mekanisk indeks (dynamisk bredbånds kontrast harmonisk avbildningsmodus) vil bli brukt, med en mekanisk indeks på 0,2 og tilsvarende styrker.
     • Følgende forhåndsinnstillinger vil bli brukt i alle sentre: kontrastmodus dCHI-W, WPI-R/P (oppløsning / penetrasjon for overfladiske kontra dype strukturer), mekanisk indeks (variabel som starter med 0,1, foretrukket 0,2), MI gråskala (0,03), grå kart 4, AGC 0, R-filter C, persistens 2, dynamisk område 50, B-farge 21, utjevning 3, gammakurve lineær.
     • For å minimere menneskelig skjevhet, vil all etterbehandling og dataanalyse av digitale filmer bli utført i det koordinerende IT-senteret, med alle programmerere og statistikere blindet for de kliniske, avbildnings- og patologiske dataene.
     • Off-line analyse av tidsintensitetskurver vil bli utført ved bruk av Vue-Box, som gir følgende kvantitative parametere: Peak Enhancement (PE), Wash-in Area Under the Curve (Wi-AUC), Rise Time (RT), gjennomsnittlig Transittid (mTT), Time To Peak (TTP), Wash-in Rate (WiR) og Wash-in Perfusion Index (WiPI). Programvaren gir også refererte verdier (uttrykt i prosenter), og justerer settet med verdier for tumor-ROI til de parenkymale.

6. Endelig diagnose

   • En positiv cytologisk diagnose vil bli tatt som et endelig bevis på malignitet i bukspyttkjertelmassen eller lymfeknuten. Diagnosene oppnådd av EUS-FNA vil bli ytterligere verifisert enten ved kirurgi eller under en klinisk oppfølging på minst 6 måneder.
   • Diagnosen kronisk pankreatitt vil være basert på den kliniske informasjonen (historie om alkoholmisbruk, tidligere diagnose av kronisk pankreatitt eller diabetes mellitus), samt en kombinasjon av avbildningsmetoder (ultralyd, CT og EUS). Minst fire kriterier for kronisk pankreatitt under EUS vil bli vurdert for den positive diagnosen. Diagnosen kronisk pseudotumoral pankreatitt eller benigne lymfeknuter vil alltid bli bekreftet ved kirurgi eller ved en oppfølging på minst seks måneder brukt for å utelukke malignitet hos pasientene som ikke skal opereres.
   • Patologiprøver hentet fra duodeno-pankreatektomier eller kaudale pankreatektomier utført med kurativ hensikt, samt mikrohistologiske fragmenter oppnådd gjennom EUS-FNA-biopsi vil bli behandlet ved parafininnstøping med vanlige farginger (hematoxylin-eosin), med påfølgende immunhistokjemi ved skjønn av de deltakende sentrenes patologer for å utelukke nevroendokrine svulster / bukspyttkjertelmetastaser.
   • Pasientene vil følges opp i minst seks måneder gjennom klinisk undersøkelse, biologiske undersøkelser og transabdominal ultralyd, eventuelt med gjentatt spiral-CT/EUS etter seks måneder.

7. Statistisk analyse

   • Beskrivende statistikk

     • Alle resultater vil bli uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik (SD). Forskjeller mellom pasientene med kreft i bukspyttkjertelen og kronisk bukspyttkjertelbetennelse vil utføres ved to-prøver t-test (to uavhengige prøver). Siden denne parametriske metoden gjør antagelser om normalitet og lignende varianser, vil vi i utgangspunktet utføre både Kolmogorov-Smirnov og Shapiro-Wilk W normalitetstester og verifisere likheten av variansantagelsen med F-testen. Når det gjelder t-testen med to utvalg, vil vi også utføre det ikke-parametriske alternativet gitt av Mann-Whitney U-testen, siden det i noen tilfeller til og med kan gi større kraft til å forkaste nullhypotesen enn t-testen .
     • Siden det med mer enn to grupper av observasjoner er langt bedre å bruke en enkelt analyse som gjør at vi kan se på alle dataene samtidig, vil vi også utføre metoden enveis variansanalyse (ANOVA) med samme grunnlinje antagelser. En p-verdi mindre enn 0,05 vil bli vurdert som statistisk signifikant.
   • Sensitivitet, spesifisitet, positiv prediktiv verdi, negativ prediktiv verdi og nøyaktighet av EG-EUS og CE-EUS vil bli bestemt i sammenligning med den endelige diagnosen. I tillegg vil sensitiviteten, spesifisiteten, positiv prediktiv verdi, negativ prediktiv verdi og nøyaktighet for undergruppen av pasienter med negativ EUS-FNA og en positiv diagnose av malignitet under påfølgende oppfølging beregnes separat.

8. Kraftanalyse

   • Det estimerte antallet pasienter inkludert er minst 210, basert på minst 10 sentre med minst 20 pasienter hver, som vil bli registrert i løpet av en 12 måneders periode. Effektanalysen var basert på følgende antakelse: for å bruke den kraftige t-testen for uavhengige prøver, er en prøvestørrelse som tilsvarer 105 pasienter i hver gruppe tilstrekkelig til å gi 95 % statistisk kraft for å oppdage en forskjell på 5 % i gjennomsnitt, for en type I feil alfa = 0,05, og populasjonens standardavvik = 10 %.
   • Forskjellen i gjennomsnitt var basert på tidligere publiserte data som rapporterer en nøyaktighet på ca. 80-85 % for EUS-FNA, og 90 % for EG-EUS og/eller CE-EUS.