Analyse zur Durchführung einer patientenspezifischen radikalen Prostatektomie anhand eines Magnetresonanztomographie (MRT-)basierten 3D-Druckmodells der Prostata : eine Machbarkeitsstudie

In dieser Machbarkeitsstudie wurden zehn Patienten mit Prostatakarzinom von mittlerem oder hohem Risiko eingeschlossen. Das mediane Alter lag bei 68 Jahren, der mediane PSA-Wert (Prostataspezifisches Antigen) bei 9,3 ng/ml und das mediane Prostatavolumen bei 52 ml.

Es wurden patientenspezifische 3D-gedruckte (dreidimensionale) Prostatamodelle auf Basis einer multiparametrischen Magnetresonanztomographie (mpMRT) erstellt. Die Indexläsion, welche als Läsion mit dem höchsten PI-RADS-Wert (Prostate Imaging Reporting and Data System) definiert ist, wurde ebenfalls im 3D-Modell dargestellt. Die mpMRT-Befundung erfolgte nach PI-RADS-Version 2.0.

Die radikale Prostatektomien wurden roboterassistiert oder retropubisch durchgeführt. Es wurden die 3D-Prostatamodelle, basierend auf der mpMRT, und die histologischen Prostatapräparate in allen Dimensionen vermessen.
Die Studie analysierte anhand der Messungen von 3D-Druck/mpMRT und der Histopathologie, ob die Prostata samt Tumor im 3D-Druck genau abgebildet werden. Alle zehn Indexläsionen wurden durch mpMRT und 3D-Druck korrekt dargestellt. 13 von 14 signifikante Tumorläsionen konnten korrekt lokalisiert werden. Die Messungen von Tumorlänge, Tumorbreite, Tumorvolumen sowie Prostatavolumen in 3D- Druck/mpMRT und Histopathologie zeigen signifikante Korrelationen. Die Maße des Tumors wurden, verglichen mit der Histopathologie, in 3D-Druck/mpMRT eher unterschätzt. Das Prostatavolumen hingegen wird in 3D-Druck/mpMRT eher überschätzt. Generell lässt sich aus den Ergebnissen ableiten, dass kleinere Tumore sich exakter darstellen lassen als größere.

Es besteht eine signifikante Korrelation von Volumen und Lokalisation zwischen 3D- Druck und Histopathologie. Dies ist eine notwendige Bedingung für die Anwendung von 3D-Modellen, um die intraoperativen Schnellschnitte korrekt zu leiten und damit die Rate der negativen Schnittränder zu erhöhen.

 

In this feasibility study, ten patients with intermediate- or high-risk prostate cancer were included. The median age was 68 years, the median PSA (prostate specific antigen) level was 9,3 ng/ml, and the median prostate volume was 52 ml.
Patient-specific 3D-printed (three-dimensional) prostate models based on multiparametric magnetic resonance imaging (mpMRI) were printed. The index lesion, which is defined as the lesion with the highest PI-RADS score (Prostate Imaging Reporting and Data System), was also represented in the 3D model. The mpMRI findings were evaluated according to PI-RADS version 2.0.

Radical prostatectomies were performed robotically-assisted or retropubically. 3D prostate models, based on mpMRI, and histological prostate specimens were measured in all dimensions.
This study used the measurements of 3D printing/mpMRI and histopathology to prove whether the prostate along with the tumor are adequately imaged in 3D printing.

All ten index lesions were correctly visualized by mpMRI and 3D printing. 13 out of 14 significant tumor lesions could be correctly localized (Pearson’s correlation coefficient of 0,88 (p<0,001)). Measurements of tumor length, tumor width, tumor volume, and prostate volume on 3D printing/mpMRI and histopathology showed significant correlations.

Tumor dimensions tend to be underestimated in 3D printing/mpMRI compared to histopathology. In contrast, prostate volume tends to be overestimated in 3D printing/mpMRI. In general, it can be deduced from the results that smaller tumors can be imaged more accurately than larger ones.

There is a significant correlation of tumor dimensions between 3D printing and histopathology. This is a necessary condition for the application of 3D models to correctly guide the Intraoperative Frozen Sectioning and thus increase the rate of negative surgical margins.

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