oncotomskСибирский онкологический журналSiberian journal of oncology1814-48612312-3168Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciences10.21294/1814-4861-2021-20-4-108-115oncotomsk-1872Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSМОЛЕКУЛЯРНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ И ИНТРАОПЕРАЦИОННАЯ РАДИОНАВИГАЦИЯ ПРИ РАКЕ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫMOLECULAR IMAGING AND INTRAOPERATIVE RADIONAVIGATION IN PROSTATE CANCERhttps://orcid.org/0000-0002-7721-634XРумянцевП. О.RumyantsevP. O.

 доктор медицинских наук, директор Института онкоэндокринологии

SPIN-код: 7085-7976

 Россия, 117036, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

 DSc, Director

11, D. Ulyanova Street, 117036, Moscow, Russia

pavelrum@gmail.comБубновА. А.BubnovA. A.

 аспирант; медицинский физик отделения радионуклидной терапии Института онкоэндокринологии

SPIN-код: 9380-1293 

Россия, 117036, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11 

Россия, 115409, г. Москва. Каширское шоссе, 31

 Postgraduate

11, D. Ulyanova Street, 117036, Moscow, Russia

31, Kashirskoe Highway, 115409, Moscow, Russia

bubnovalexander96@gmail.comСвиридовП. В.SviridovP. V.

 кандидат медицинских наук, врач-онкоуролог

SPIN-код: 4702-3067 

 Россия, 141400, г. Химки, Московская область, Юбилейный проспект, 10 

 PhD, oncologist

10, Yubileiny Prospect, Khimki, 141400, Russia

https://orcid.org/0000-0003-4031-5050НикифоровичП. А.NikiforovichP. A.

 врач-онколог

SPIN-код: 7305-5232 

Россия, 117036, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11

 oncologist

11, D. Ulyanova Street, 117036, Moscow, Russia

 

https://orcid.org/0000-0001-5592-4727ТрухинА. А.TrukhinA. A.

 преподаватель-исследователь; медицинский физик отделения радионуклидной терапии Института онкоэндокринологии

SPIN-код: 4398-9536.

Россия, 117036, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11 

Россия, 115409, г. Москва. Каширское шоссе, 31 

 Lecturer-Researcher

11, D. Ulyanova Street, 117036, Moscow, Russia

31, Kashirskoe Highway, 115409, Moscow, Russia

https://orcid.org/0000-0003-2310-0576КореневС. В.KorenevS. V.

 доктор медицинских наук, профессор, главный онколог Калининградской области, директормедицинского института

SPIN-код: 5257-4476

 Россия, 236016, г. Калининград, ул. А. Невского, 14 

 DSc, Professor, Chief Oncologist

14 a, Nevskogo street, Kaliningrad, 236016, Russia 

ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава РоссииРоссияNational Medical Research Center for EndocrinologRussian FederationФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»РоссияNational Medical Research Center for Endocrinolog; Medical Center LLC «Medical Plus»Russian FederationМедицинский центр ООО «Медикал Плюс»РоссияMedical Center LLC «Medical Plus»Russian FederationФГБУ «НМИЦ эндокринологии» Минздрава России; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»РоссияNational Research Nuclear University MEPHI; National Medical Research Center for EndocrinologRussian FederationБалтийский федеральный университет им. Иммануила КантаРоссияImmanuel Kant Baltic Federal UniversityRussian Federation202128082021204108115Copyright © Румянцев П.О., Бубнов А.А., Свиридов П.В., Никифорович П.А., Трухин А.А., Коренев С.В., 20212021Румянцев П.О., Бубнов А.А., Свиридов П.В., Никифорович П.А., Трухин А.А., Коренев С.В.Rumyantsev P.O., Bubnov A.A., Sviridov P.V., Nikiforovich P.A., Trukhin A.A., Korenev S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/1872Актуальность

Актуальность. Рак предстательной железы является одним из самых распространенных злокачественных новообразований. С развитием технологий совершенствуются методы диагностики заболевания на ранних стадиях и последующей терапии. При этом приоритетом является сохранение качества жизни и трудоспособности пациентов после лечения, что достигается путем совершенствования методов фокальной терапии, которая зависит от точности топической диагностики и классификации опухоли. В качестве методов топической диагностики кроме методов структурной визуализации (УЗИ, КТ, МРТ) используют гибридную молекулярную визуализацию (ПЭТ/КТ и ОФЭКТ/КТ), а также интраоперационную визуализацию с помощью методик радионавигации, применяемых в открытой и эндоскопической хирургии онкологии предстательной железы. В настоящее время методика зарекомендовала себя как инструмент, способный уменьшить травматичность операции, локализовать область метастатического поражения с чувствительностью и специфичностью до 95 %.

Цель исследования – обзор актуальных сегодня и перспективных в будущем методов интраоперационной радионавигации при хирургическом лечении рака предстательной железы.

Материал и методы

Материал и методы. В обзоре представлены методы интраоперационной радионавигации при хирургическом лечении рака предстательной железы. Также рассмотрена радионавигация в разрезе использования тумаротропного радиофармпрепарата на основе простат-специфического мембранного антигена, при котором накопление препарата происходит во всех экспрессирующих данный рецептор очагах опухоли.

Заключение

Заключение. Применение предоперационной гибридной визуализации и внедрение интраоперационной радионавигации повышают прецизионность и радикальность хирургического лечения, снижают необоснованную травматичность операций при раке предстательной железы. Гамма-зондирование позволяет обнаружить psma-положительные очаги опухоли вне зависимости от глубины их залегания, в том числе при эндоскопических операциях. Также для интраоперационной детекции патологических очагов в реальном масштабе времени применяются методы флуоресцентной визуализации (icg, фотодинамическая диагностика, аутофлуоресценция). Огромный потенциал имеют многоканальное гамма-зондирование, детекция черенковского излучения, сочетающие в себе достоинства непрямой и прямой интраоперационной визуализации.

Introduction

Introduction. Prostate cancer is one of the most common malignant neoplasms. Strategies to improve early diagnosis and subsequent therapy are being improved. An emphasis is placed on maintaining the quality of life and working capacity of patients after treatment. This can be achieved by improving methods of focal therapy, which depends on the accuracy of topical diagnosis and classification of the tumor. Hybrid molecular imaging (pet/ct and spect/ct) is used in addition to the methods of structural imaging (ultrasound, ct, mri). Intraoperative imaging using radionavigation systems is also used in open and endoscopic surgery for prostate cancer. Currently, it is a tool capable of reducing the invasiveness of surgery, localizing the area of metastatic lesions with a sensitivity and specificity of up to 95 %.

Objective of the study

Objective of the study: an overview of current and promising future methods of intraoperative radio navigation in the surgical treatment of prostate cancer.

Material and methods

Material and methods. The review presents the methods of intraoperative radionavigation in the surgical treatment of prostate cancer. Radionavigation in the context of using tumarotropic radiopharmaceutical based on a prostate-specific membrane antigen, in which the drug accumulates in all tumor foci expressing this receptor, is also considered.

Conclusion

Conclusion. The use of preoperative hybrid imaging and radio-guided surgery facilitate lesion identification and resection. Gamma probing allows detection of psma-positive tumor foci regardless of their depth. Fluorescence imaging methods (icg, photodynamic diagnostics, autofluorescence) are also used for intraoperative detection of pathological foci in real time. Multichannel gamma probing and cherenkov radiation detection, which combine the advantages of indirect and direct intraoperative imaging, have enormous potential.

интраоперационная визуализациямолекулярная визуализациярадионавигациярак предстательной железыпростат-специфический мембранный антигенчеренковское излучениехирургияintraoperative imagingmolecular imagingradio navigationprostate cancerprostate-specific membrane antigenCherenkov radiationsurgeryReferencesRawla P. Epidemiology of Prostate Cancer. World J Oncol. 2019 Apr; 10(2): 63–89. doi: 10.14740/wjon1191.Rawla P. Epidemiology of Prostate Cancer. World J Oncol. 2019 Apr; 10(2): 63–89. doi: 10.14740/wjon1191.World Health Organization. Global cancer observatory: cancer today [Internet]. URL: https://gco.iarc.fr/today (cited 16.11.2020).World Health Organization. Global cancer observatory: cancer today [Internet]. URL: https://gco.iarc.fr/today (cited 16.11.2020).Pernar C.H., Ebot E.M., Wilson K.M., Mucci L.A. The Epidemiology of Prostate Cancer. Cold Spring Harb Perspect Med. 2018 Dec 3; 8(12): a030361. doi: 10.1101/cshperspect.a030361.Pernar C.H., Ebot E.M., Wilson K.M., Mucci L.A. The Epidemiology of Prostate Cancer. Cold Spring Harb Perspect Med. 2018 Dec 3; 8(12): a030361. doi: 10.1101/cshperspect.a030361.Алексеев Б.Я., Каприн А.Д., Колонтарев К.Б.,Матвеев В.Б., Пушкарь Д.Ю., Раснер П.И., Харчилава Р.Р. Клинические рекомендации. Рак предстательной железы. 2018. 7.Alekseev B.Ya., Kaprin A.D., Kolontarev K.B., Matveev V. B., Pushkar D. Yu., Rasner P. I., Kharchilava R.R. Clinical recommendations. Prostate cancer. 2018. 7. (in Russian).Pieters B. Randomized trial for the evaluation of erectile dysfunction after whole or partial gland prostate brachytherapy. 2018. 25 p.Pieters B. Randomized trial for the evaluation of erectile dysfunction after whole or partial gland prostate brachytherapy. 2018. 25 p.Chen F.Z., Zhao X.K. Prostate cancer: current treatment and prevention strategies. Iran Red Crescent Med J. 2013; 15(4): 279–84. doi: 10.5812/ircmj.6499.Chen F.Z., Zhao X.K. Prostate cancer: current treatment and prevention strategies. Iran Red Crescent Med J. 2013; 15(4): 279–84. doi: 10.5812/ircmj.6499.Vidal-Sicart S., Valdés Olmos R., Nieweg O.E, Faccini R., Grootendorst M.R., Wester H.J., Navab N., Vojnovic B., van der Poel H., Martínez-Román S., Klode J., Wawroschek F., van Leeuwen F.W.B. From interventionist imaging to intraoperative guidance: New perspectives by combining advanced tools and navigation with radio-guided surgery. Rev Esp Med Nucl Imagen Mol (Engl Ed). 2018 Jan-Feb; 37(1): 28–40. doi: 10.1016/j.remn.2017.06.004.Vidal-Sicart S., Valdés Olmos R., Nieweg O.E, Faccini R., Grootendorst M.R., Wester H.J., Navab N., Vojnovic B., van der Poel H., Martínez-Román S., Klode J., Wawroschek F., van Leeuwen F.W.B. From interventionist imaging to intraoperative guidance: New perspectives by combining advanced tools and navigation with radio-guided surgery. Rev Esp Med Nucl Imagen Mol (Engl Ed). 2018 Jan-Feb; 37(1): 28–40. doi: 10.1016/j.remn.2017.06.004.Maurer T., Graefen M., van der Poel H., Hamdy F., Briganti A., Eiber M., Wester H.J., van Leeuwen F.W.B. Prostate-Specific Membrane Antigen-Guided Surgery. J Nucl Med. 2020; 61(1): 6–12. doi: 10.2967/jnumed.119.232330.Maurer T., Graefen M., van der Poel H., Hamdy F., Briganti A., Eiber M., Wester H.J., van Leeuwen F.W.B. Prostate-Specific Membrane Antigen-Guided Surgery. J Nucl Med. 2020; 61(1): 6–12. doi: 10.2967/jnumed.119.232330.Povoski S.P., Neff R.L., Mojzisik C.M., O'Malley D.M., Hinkle G.H., Hall N.C., Murrey D.A.Jr., Knopp M.V., Martin E.W.Jr. A comprehensive overview of radioguided surgery using gamma detection probe technology. World J Surg Oncol. 2009 Jan 27; 7: 11. doi: 10.1186/1477-7819-7-11.Povoski S.P., Neff R.L., Mojzisik C.M., O'Malley D.M., Hinkle G.H., Hall N.C., Murrey D.A.Jr., Knopp M.V., Martin E.W.Jr. A comprehensive overview of radioguided surgery using gamma detection probe technology. World J Surg Oncol. 2009 Jan 27; 7: 11. doi: 10.1186/1477-7819-7-11.Parris C.C., Bigelow R.R., Francis J.E., Kelly G.G., Bell P.R. A Csi(Ti)-crystal surgical scintillation probe. Nucleonics. 1956; 14: 102–108.Parris C.C., Bigelow R.R., Francis J.E., Kelly G.G., Bell P.R. A Csi(Ti)-crystal surgical scintillation probe. Nucleonics. 1956; 14: 102–108.Descotes J.L. Diagnosis of prostate cancer. Asian J Urol. 2019 Apr; 6(2): 129–136. doi: 10.1016/j.ajur.2018.11.007.Descotes J.L. Diagnosis of prostate cancer. Asian J Urol. 2019 Apr; 6(2): 129–136. doi: 10.1016/j.ajur.2018.11.007.Wawroschek F., Vogt H., Weckermann D., Wagner T., Harzmann R. The sentinel lymph node concept in prostate cancer – first results of gamma probe-guided sentinel lymph node identification. Eur Urol. 1999 Dec; 36(6): 595–600. doi: 10.1159/000020054.Wawroschek F., Vogt H., Weckermann D., Wagner T., Harzmann R. The sentinel lymph node concept in prostate cancer – first results of gamma probe-guided sentinel lymph node identification. Eur Urol. 1999 Dec; 36(6): 595–600. doi: 10.1159/000020054.Silver D.A., Pellicer I., Fair W.R., Heston W.D., Cordon-Cardo C. Prostate-specific membrane antigen expression in normal and malignant human tissues. Clin Cancer Res. 1997 Jan; 3(1): 81–5.Silver D.A., Pellicer I., Fair W.R., Heston W.D., Cordon-Cardo C. Prostate-specific membrane antigen expression in normal and malignant human tissues. Clin Cancer Res. 1997 Jan; 3(1): 81–5.Hovels A.M., Heesakkers R.A., Adang E.M., Jager G.J., Strum S., Hoogeveen Y.L., Severens J.L. , Barentsz J.O. The diagnostic accuracy of CT and MRI in the staging of pelvic lymph nodes in patients with prostate cancer: a meta-analysis. Clin Radiol. 2008; 63: 387–395.Hovels A.M., Heesakkers R.A., Adang E.M., Jager G.J., Strum S., Hoogeveen Y.L., Severens J.L. , Barentsz J.O. The diagnostic accuracy of CT and MRI in the staging of pelvic lymph nodes in patients with prostate cancer: a meta-analysis. Clin Radiol. 2008; 63: 387–395.De Visschere P.J.L., Standaert C., Fütterer J.J., Villeirs G.M., Panebianco V., Walz J., Maurer T., Hadaschik B.A., Lecouvet F.E., Giannarini G., Fanti S. A Systematic Review on the Role of Imaging in Early Recurrent Prostate Cancer. Eur Urol Oncol. 2019 Feb; 2(1): 47–76. doi: 10.1016/j.euo.2018.09.010.De Visschere P.J.L., Standaert C., Fütterer J.J., Villeirs G.M., Panebianco V., Walz J., Maurer T., Hadaschik B.A., Lecouvet F.E., Giannarini G., Fanti S. A Systematic Review on the Role of Imaging in Early Recurrent Prostate Cancer. Eur Urol Oncol. 2019 Feb; 2(1): 47–76. doi: 10.1016/j.euo.2018.09.010.van Leeuwen F.W.B., Winter A., van Der Poel H.G., Eiber M., Suardi N., Graefen M., Wawroschek F., Maurer T. Technologies for imageguided surgery for managing lymphatic metastases in prostate cancer. Nat Rev Urol. 2019 Mar; 16(3): 159–171. doi: 10.1038/s41585-018-0140-8.van Leeuwen F.W.B., Winter A., van Der Poel H.G., Eiber M., Suardi N., Graefen M., Wawroschek F., Maurer T. Technologies for imageguided surgery for managing lymphatic metastases in prostate cancer. Nat Rev Urol. 2019 Mar; 16(3): 159–171. doi: 10.1038/s41585-018-0140-8.Litwin M.S., Tan H.J. The Diagnosis and Treatment of Prostate Cancer: A Review. JAMA. 2017; 317(24): 2532–2542. doi: 10.1001/jama.2017.7248.Litwin M.S., Tan H.J. The Diagnosis and Treatment of Prostate Cancer: A Review. JAMA. 2017; 317(24): 2532–2542. doi: 10.1001/jama.2017.7248.Wallitt K.L., Khan S.R., Dubash S., Tam H.H., Khan S., Barwick T.D. Clinical PET Imaging in Prostate Cancer. Radiographics. 2017 Sep-Oct; 37(5): 1512–1536. doi: 10.1148/rg.2017170035.Wallitt K.L., Khan S.R., Dubash S., Tam H.H., Khan S., Barwick T.D. Clinical PET Imaging in Prostate Cancer. Radiographics. 2017 Sep-Oct; 37(5): 1512–1536. doi: 10.1148/rg.2017170035.Rauscher I., Krönke M., König M., Gafita A., Maurer T., Horn T., Schiller K., Weber W., Eiber M. Matched-Pair Comparison of 68Ga-PSMA-11 PET/CT and 18F-PSMA-1007 PET/CT: Frequency of Pitfalls and Detection Efficacy in Biochemical Recurrence After Radical Prostatectomy. J Nucl Med. 2020 Jan; 61(1): 51–57. doi: 10.2967/jnumed.119.229187.Rauscher I., Krönke M., König M., Gafita A., Maurer T., Horn T., Schiller K., Weber W., Eiber M. Matched-Pair Comparison of 68Ga-PSMA-11 PET/CT and 18F-PSMA-1007 PET/CT: Frequency of Pitfalls and Detection Efficacy in Biochemical Recurrence After Radical Prostatectomy. J Nucl Med. 2020 Jan; 61(1): 51–57. doi: 10.2967/jnumed.119.229187.Maurer T., Robu S., Schottelius M., Schwamborn K., Rauscher I., van den Berg N.S., van Leeuwen F.W.B., Haller B., Horn T., Heck M.M., Gschwend J.E., Schwaiger M., Wester H.J., Eiber M. 99mTechnetiumbased Prostate-specific Membrane Antigen-radioguided Surgery in Recurrent Prostate Cancer. Eur Urol. 2019 Apr; 75(4): 659–666. doi: 10.1016/j.eururo.2018.03.013.Maurer T., Robu S., Schottelius M., Schwamborn K., Rauscher I., van den Berg N.S., van Leeuwen F.W.B., Haller B., Horn T., Heck M.M., Gschwend J.E., Schwaiger M., Wester H.J., Eiber M. 99mTechnetiumbased Prostate-specific Membrane Antigen-radioguided Surgery in Recurrent Prostate Cancer. Eur Urol. 2019 Apr; 75(4): 659–666. doi: 10.1016/j.eururo.2018.03.013.Watson A.A. The discovery of Cherenkov radiation and its use in the detection of extensive air showers. Nuclear Physics. 2011; 212–213: 13–19. doi: 10.1016/j.nuclphysbps.2011.03.003.Watson A.A. The discovery of Cherenkov radiation and its use in the detection of extensive air showers. Nuclear Physics. 2011; 212–213: 13–19. doi: 10.1016/j.nuclphysbps.2011.03.003.Olde Heuvel J., de Wit-van der Veen B.J., Vyas K.N., Tuch D.S., Grootendorst M.R., Stokkel M.P.M., Slump C.H. Performance evaluation of Cerenkov luminescence imaging: a comparison of 68Ga with 18F. EJNMMI Phys. 2019 Oct 24; 6(1): 17. doi: 10.1186/s40658-019-0255-x.Olde Heuvel J., de Wit-van der Veen B.J., Vyas K.N., Tuch D.S., Grootendorst M.R., Stokkel M.P.M., Slump C.H. Performance evaluation of Cerenkov luminescence imaging: a comparison of 68Ga with 18F. EJNMMI Phys. 2019 Oct 24; 6(1): 17. doi: 10.1186/s40658-019-0255-x.Olde Heuvel J., de Wit-van der Veen B.J., van der Poel H.G., Bekers E.M., Grootendorst M.R., Vyas K.N., Slump C.H., Stokkel M.P.M. 68Ga-PSMA Cerenkov luminescence imaging in primary prostate cancer: first-in-man series. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2020 Oct; 47(11): 2624–2632. doi: 10.1007/s00259-020-04783-1.Olde Heuvel J., de Wit-van der Veen B.J., van der Poel H.G., Bekers E.M., Grootendorst M.R., Vyas K.N., Slump C.H., Stokkel M.P.M. 68Ga-PSMA Cerenkov luminescence imaging in primary prostate cancer: first-in-man series. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2020 Oct; 47(11): 2624–2632. doi: 10.1007/s00259-020-04783-1.Todd R., Nightingale J., Everett D. A proposed Gamma camera. Nature. 1974; 251: 132–134. doi: 10.1038/251132a0.Todd R., Nightingale J., Everett D. A proposed Gamma camera. Nature. 1974; 251: 132–134. doi: 10.1038/251132a0.Schonefelder V., Diehl R., Lichti G.G., Steinle H., Swanenburg B.N., Deerenberg A.J.M., Aarts H., Lockwood J., Webber W. The imaging Compton telescope COMPTEL on the gamma ray observatory. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1984; 66–70. doi: 10.1109/TNS.1984.4333363.Schonefelder V., Diehl R., Lichti G.G., Steinle H., Swanenburg B.N., Deerenberg A.J.M., Aarts H., Lockwood J., Webber W. The imaging Compton telescope COMPTEL on the gamma ray observatory. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1984; 66–70. doi: 10.1109/TNS.1984.4333363.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.