Tesi etd-10202025-103814 |
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Tipo di tesi
Tesi di specializzazione (4 anni)
Autore
PIZZO, MARIACHIARA
URN
etd-10202025-103814
Titolo
Assessment of diagnostic accuracy of MRI-US fusion guided prostate biopsies using a 29 MHz endorectal probe: comparison with a 3-13 MHz probe and urofusion software
Dipartimento
RICERCA TRASLAZIONALE E DELLE NUOVE TECNOLOGIE IN MEDICINA E CHIRURGIA
Corso di studi
RADIODIAGNOSTICA
Relatori
relatore Crocetti, Laura
correlatore Neri, Emanuele
correlatore Neri, Emanuele
Parole chiave
- biopsia eco-guidata
- biopsia fusion ecografia–risonanza
- Carcinoma prostatico
- classificazione PRI-MUS
- ecografia ad alta risoluzione. Prostate cancer
- ExactVu system
- high-resolution ultrasound.
- image-guided biopsy
- micro-ecografia ad alta frequenza
- micro-ultrasound
- MRI–ultrasound fusion biopsy
- multiparametric MRI
- PI-RADS v2.1
- PRI-MUS score
- risonanza magnetica multiparametrica
- sistema ExactVu
- sistema PI-RADS v2.1
Data inizio appello
08/11/2025
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
08/11/2095
Riassunto
Il carcinoma prostatico rappresenta una delle neoplasie più frequenti nella popolazione maschile e costituisce ancora oggi una delle principali cause di mortalità oncologica. La diagnosi precoce del tumore clinicamente significativo è fondamentale per garantire un trattamento adeguato e ridurre, al tempo stesso, il rischio di sovradiagnosi e sovratrattamento di forme indolenti. Le biopsie prostatiche tradizionali, eseguite in maniera sistematica sotto guida ecografica transrettale, presentano tuttavia importanti limiti, legati alla natura casuale dei prelievi e alla possibile mancata identificazione di aree neoplastiche clinicamente rilevanti.
Negli ultimi anni, la risonanza magnetica multiparametrica (mpMRI) ha rivoluzionato la diagnostica prostatica, consentendo una migliore localizzazione e caratterizzazione delle lesioni sospette. Tuttavia, la sola risonanza magnetica non è sufficiente a formulare una diagnosi istologica definitiva. L’integrazione tra le immagini di risonanza e l’ecografia in tempo reale, attraverso le cosiddette biopsie “fusion” MRI–US, ha reso possibile un campionamento più mirato delle aree sospette, migliorando la resa diagnostica e riducendo i falsi negativi.
Parallelamente, lo sviluppo di nuove tecnologie ecografiche ha introdotto sonde ad altissima frequenza, come quelle a 29 MHz, capaci di raggiungere una risoluzione spaziale fino a pochi decimi di millimetro. Queste sonde, come quella del sistema ExactVu, permettono una visualizzazione in tempo reale quasi microscopica dell’architettura ghiandolare prostatica, superando in parte le limitazioni delle ecografie tradizionali a 3–13 MHz. Sulla base di tali caratteristiche è stato sviluppato un sistema di classificazione dedicato, denominato PRI-MUS (Prostate Risk Identification using Micro-Ultrasound), che suddivide le immagini in cinque gradi di sospetto, analogamente al sistema PI-RADS utilizzato per la risonanza magnetica.
Nel presente studio sono state analizzate le biopsie fusion MRI–US eseguite presso l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, confrontando i risultati ottenuti con una sonda ecografica convenzionale e con la sonda ad alta frequenza da 29 MHz. Tutti i pazienti erano stati preventivamente sottoposti a risonanza magnetica, con almeno una lesione classificata come sospetta. Le procedure bioptiche sono state condotte secondo un protocollo standardizzato, comprendente profilassi antibiotica, anestesia locale e campionamento mirato e sistematico.
L’analisi istologica ha permesso di valutare la concordanza tra i reperti d’imaging e i risultati bioptici, prendendo in considerazione sia le aree sospette identificate alla risonanza, sia quelle evidenziate all’ecografia ad alta frequenza. Complessivamente, entrambe le metodiche hanno mostrato un’elevata specificità, confermando la capacità di escludere correttamente le zone benigne, ma una sensibilità più limitata, tipica delle biopsie mirate. L’integrazione tra risonanza magnetica e micro-ecografia ha consentito tuttavia di migliorare in modo significativo l’accuratezza diagnostica complessiva, riducendo il numero di tumori clinicamente significativi non individuati.
In particolare, la micro-ecografia ad alta frequenza si è dimostrata utile nell’identificare lesioni non visibili alla risonanza, soprattutto nelle regioni anteriori e apicali della prostata, aree notoriamente difficili da valutare con le tecniche convenzionali. Il sistema PRI-MUS ha mostrato una buona correlazione con la presenza di tumore, confermandosi un valido strumento di supporto all’identificazione delle aree sospette.
In conclusione, i risultati di questo studio evidenziano la natura complementare delle due metodiche: la risonanza magnetica rimane insostituibile nella pianificazione pre-bioptica e nella stratificazione del rischio, mentre la micro-ecografia rappresenta un’evoluzione tecnologica promettente per il targeting in tempo reale delle lesioni sospette. L’impiego combinato di entrambe le tecnologie, all’interno dei protocolli di biopsia fusion, può migliorare ulteriormente la precisione diagnostica, offrendo un approccio più efficace e personalizzato alla diagnosi del carcinoma prostatico.
Prostate cancer is one of the most common malignancies in men and continues to represent a leading cause of cancer-related mortality. Early detection of clinically significant prostate cancer is crucial to ensure appropriate treatment while minimizing the risk of overdiagnosis and overtreatment of indolent forms. Traditional systematic transrectal ultrasound (TRUS)–guided biopsies, however, present important limitations due to their random sampling nature and the potential for missing clinically relevant neoplastic areas.
In recent years, multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) has revolutionized prostate diagnostics, enabling better localization and characterization of suspicious lesions. Nevertheless, MRI alone is not sufficient to provide a definitive histological diagnosis. The integration of MRI images with real-time ultrasound through so-called MRI–US fusion biopsies has made it possible to perform more targeted sampling of suspicious regions, improving diagnostic accuracy and reducing false negatives.
At the same time, advances in ultrasound technology have introduced very high-frequency probes, such as those operating at 29 MHz, capable of achieving spatial resolutions of just a few tenths of a millimeter. These probes, as used in the ExactVu system, allow near-microscopic, real-time visualization of prostatic glandular architecture, partially overcoming the limitations of conventional 3–13 MHz ultrasound. Based on these capabilities, a dedicated classification system—PRI-MUS (Prostate Risk Identification using Micro-Ultrasound)—was developed to standardize image interpretation, defining five levels of suspicion analogous to the PI-RADS system used in MRI.
In the present study, MRI–US fusion biopsies performed at the Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana were analyzed, comparing results obtained with a conventional ultrasound probe and with the high-frequency 29 MHz micro-ultrasound probe. All patients had previously undergone mpMRI showing at least one lesion classified as suspicious. Biopsy procedures were conducted following a standardized protocol, including antibiotic prophylaxis, local anesthesia, and both targeted and systematic sampling.
Histopathological analysis allowed assessment of the concordance between imaging findings and biopsy results, considering both the MRI-identified suspicious areas and those detected by high-frequency ultrasound. Overall, both imaging methods demonstrated high specificity, confirming their ability to correctly identify benign areas, but relatively lower sensitivity, typical of targeted biopsies. The combination of MRI and micro-ultrasound, however, significantly improved overall diagnostic accuracy, reducing the number of clinically significant cancers that went undetected.
In particular, high-frequency micro-ultrasound proved useful in identifying lesions not visible on MRI, especially in the anterior and apical regions of the prostate—areas traditionally difficult to assess with conventional techniques. The PRI-MUS scoring system showed good correlation with the presence of cancer, confirming its value as a useful tool for identifying suspicious regions.
In conclusion, the findings of this study highlight the complementary nature of the two imaging modalities. MRI remains indispensable for pre-biopsy planning and risk stratification, while micro-ultrasound represents a promising technological evolution for real-time lesion targeting. The combined use of both techniques within MRI–US fusion biopsy protocols can further enhance diagnostic precision, providing a more effective and personalized approach to prostate cancer detection.
Negli ultimi anni, la risonanza magnetica multiparametrica (mpMRI) ha rivoluzionato la diagnostica prostatica, consentendo una migliore localizzazione e caratterizzazione delle lesioni sospette. Tuttavia, la sola risonanza magnetica non è sufficiente a formulare una diagnosi istologica definitiva. L’integrazione tra le immagini di risonanza e l’ecografia in tempo reale, attraverso le cosiddette biopsie “fusion” MRI–US, ha reso possibile un campionamento più mirato delle aree sospette, migliorando la resa diagnostica e riducendo i falsi negativi.
Parallelamente, lo sviluppo di nuove tecnologie ecografiche ha introdotto sonde ad altissima frequenza, come quelle a 29 MHz, capaci di raggiungere una risoluzione spaziale fino a pochi decimi di millimetro. Queste sonde, come quella del sistema ExactVu, permettono una visualizzazione in tempo reale quasi microscopica dell’architettura ghiandolare prostatica, superando in parte le limitazioni delle ecografie tradizionali a 3–13 MHz. Sulla base di tali caratteristiche è stato sviluppato un sistema di classificazione dedicato, denominato PRI-MUS (Prostate Risk Identification using Micro-Ultrasound), che suddivide le immagini in cinque gradi di sospetto, analogamente al sistema PI-RADS utilizzato per la risonanza magnetica.
Nel presente studio sono state analizzate le biopsie fusion MRI–US eseguite presso l’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, confrontando i risultati ottenuti con una sonda ecografica convenzionale e con la sonda ad alta frequenza da 29 MHz. Tutti i pazienti erano stati preventivamente sottoposti a risonanza magnetica, con almeno una lesione classificata come sospetta. Le procedure bioptiche sono state condotte secondo un protocollo standardizzato, comprendente profilassi antibiotica, anestesia locale e campionamento mirato e sistematico.
L’analisi istologica ha permesso di valutare la concordanza tra i reperti d’imaging e i risultati bioptici, prendendo in considerazione sia le aree sospette identificate alla risonanza, sia quelle evidenziate all’ecografia ad alta frequenza. Complessivamente, entrambe le metodiche hanno mostrato un’elevata specificità, confermando la capacità di escludere correttamente le zone benigne, ma una sensibilità più limitata, tipica delle biopsie mirate. L’integrazione tra risonanza magnetica e micro-ecografia ha consentito tuttavia di migliorare in modo significativo l’accuratezza diagnostica complessiva, riducendo il numero di tumori clinicamente significativi non individuati.
In particolare, la micro-ecografia ad alta frequenza si è dimostrata utile nell’identificare lesioni non visibili alla risonanza, soprattutto nelle regioni anteriori e apicali della prostata, aree notoriamente difficili da valutare con le tecniche convenzionali. Il sistema PRI-MUS ha mostrato una buona correlazione con la presenza di tumore, confermandosi un valido strumento di supporto all’identificazione delle aree sospette.
In conclusione, i risultati di questo studio evidenziano la natura complementare delle due metodiche: la risonanza magnetica rimane insostituibile nella pianificazione pre-bioptica e nella stratificazione del rischio, mentre la micro-ecografia rappresenta un’evoluzione tecnologica promettente per il targeting in tempo reale delle lesioni sospette. L’impiego combinato di entrambe le tecnologie, all’interno dei protocolli di biopsia fusion, può migliorare ulteriormente la precisione diagnostica, offrendo un approccio più efficace e personalizzato alla diagnosi del carcinoma prostatico.
Prostate cancer is one of the most common malignancies in men and continues to represent a leading cause of cancer-related mortality. Early detection of clinically significant prostate cancer is crucial to ensure appropriate treatment while minimizing the risk of overdiagnosis and overtreatment of indolent forms. Traditional systematic transrectal ultrasound (TRUS)–guided biopsies, however, present important limitations due to their random sampling nature and the potential for missing clinically relevant neoplastic areas.
In recent years, multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) has revolutionized prostate diagnostics, enabling better localization and characterization of suspicious lesions. Nevertheless, MRI alone is not sufficient to provide a definitive histological diagnosis. The integration of MRI images with real-time ultrasound through so-called MRI–US fusion biopsies has made it possible to perform more targeted sampling of suspicious regions, improving diagnostic accuracy and reducing false negatives.
At the same time, advances in ultrasound technology have introduced very high-frequency probes, such as those operating at 29 MHz, capable of achieving spatial resolutions of just a few tenths of a millimeter. These probes, as used in the ExactVu system, allow near-microscopic, real-time visualization of prostatic glandular architecture, partially overcoming the limitations of conventional 3–13 MHz ultrasound. Based on these capabilities, a dedicated classification system—PRI-MUS (Prostate Risk Identification using Micro-Ultrasound)—was developed to standardize image interpretation, defining five levels of suspicion analogous to the PI-RADS system used in MRI.
In the present study, MRI–US fusion biopsies performed at the Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana were analyzed, comparing results obtained with a conventional ultrasound probe and with the high-frequency 29 MHz micro-ultrasound probe. All patients had previously undergone mpMRI showing at least one lesion classified as suspicious. Biopsy procedures were conducted following a standardized protocol, including antibiotic prophylaxis, local anesthesia, and both targeted and systematic sampling.
Histopathological analysis allowed assessment of the concordance between imaging findings and biopsy results, considering both the MRI-identified suspicious areas and those detected by high-frequency ultrasound. Overall, both imaging methods demonstrated high specificity, confirming their ability to correctly identify benign areas, but relatively lower sensitivity, typical of targeted biopsies. The combination of MRI and micro-ultrasound, however, significantly improved overall diagnostic accuracy, reducing the number of clinically significant cancers that went undetected.
In particular, high-frequency micro-ultrasound proved useful in identifying lesions not visible on MRI, especially in the anterior and apical regions of the prostate—areas traditionally difficult to assess with conventional techniques. The PRI-MUS scoring system showed good correlation with the presence of cancer, confirming its value as a useful tool for identifying suspicious regions.
In conclusion, the findings of this study highlight the complementary nature of the two imaging modalities. MRI remains indispensable for pre-biopsy planning and risk stratification, while micro-ultrasound represents a promising technological evolution for real-time lesion targeting. The combined use of both techniques within MRI–US fusion biopsy protocols can further enhance diagnostic precision, providing a more effective and personalized approach to prostate cancer detection.
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