4. STUDIO CLINICO
4.2 Materiali e metodi
4.2.1 Selezione dei pazienti
Tutti i pazienti che erano candidati a biopsia prostatica per sospetto carcinoma sono stati selezionati nel periodo compreso tra Marzo e Settembre 2018. La diagnosi presuntiva si è basata sui livelli persistentemente elevati di PSA totale ( > 4 ng / mL ) e/o sul sospetto di carcinoma all’esplorazione digito-rettale ( DRE ). Pazienti con meno di 45 anni, quelli affetti da altre neoplasie, alterazioni elettrolitiche, epatopatie sono stati esclusi dallo studio per non incorrere nel rischio di determinare possibili fattori confondenti. Inoltre, pazienti con dichiarate allergie ad antibiotici e/o altri farmaci quali la lidocaina, sono stati esclusi dallo studio. Un totale di 143 pazienti con persistenti valori di PSA totale elevati e DRE negative sono stati sottoposti a mMRI e sono stati classificati secondo la classificazione PIRADS V2 83. In aggiunta, un gruppo di
volontari giovani e sani, sono stati selezionati da un gruppo di pazienti candidati a circoncisione e scelti con gli stessi criteri di esclusione. Volontari sani sono stati arruolati con
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criteri che prevedono: valori di PSA totale < 4 ng / mL e assenza di storia recente di patologie prostatiche o sintomatologia prostatica. Il protocollo di studio è stato sviluppato in accordo con lo STROBE statement e approvato dall’ Internal Review Comittee ( IRC ) ( 1251 / 2017 ) e poi registrato. Tutti i pazienti e tutti i volontari sani hanno provveduto alla loro preliminare approvazione di partecipazione allo studio firmando un modulo di consenso informato.
Per ogni paziente sono stati raccolti i seguenti parametri pre-bioptici: età, BMI, PSA totale ( ng/mL ), esame digito- rettale ( DRE ), volume prostatico stimato durante esame TRUS, PSAD e PIRADS score quando disponibile.
4.2.2 Il test BIA e la nuova sonda endo-rettale
Gli strumenti sensibili alla fase sono in grado di misurare contemporaneamente reattanza, resistenza e forniscono il grado di angolo di fase. Valori molto bassi di angolo di fase indicano cellule con attività elettrica alterata dovuta al differente contenuto intracellulare, DNA e acqua nelle
cellule neoplastiche 87.
Tutti i pazienti sono stati sottoposti a un test BIA con una nuova sonda digitale endo-rettale prima di eseguire la biopsia prostatica. Il tester BIA di Akern è uno strumento
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testato e convalidato ed è stato precedentemente utilizzato per misurare i parametri biometrici 88. Il test BIA è stato
effettuato con il paziente posizionato sul fianco sinistro come normalmente si fa per le procedure di DRE e biopsia prostatica. Gli elettrodi polari negativi sono stati posizionati alla base dell’asta peniena e all'apice del coccige, mentre quelli positivi rispettivamente circa 1 cm al di sopra dell’osso pubico e sulla nuova sonda digitale. Il posizionamento degli elettrodi è stato fatto per creare un campo elettrico ristretto nella zona della prostata e ottenere risultati più affidabili in termini di sensibilità, come dimostrato da altri autori 85,86,89,90. La nuova sonda è stata
progettata per testare direttamente il tessuto prostatico e consiste nel posizionamento di un elettrodo su un singolo dito di guanto in gomma, posizionato sulla punta di dito, indossabile sopra i guanti di gomma normalmente utilizzati per rilevare le anomalie della prostata. Le fibre di carbonio sono fissate alla punta della sonda, passate nel dito di gomma e collegate all'elettrodo BIA del polo positivo del "recettore". L’utilizzo di fibre piatte e morbide rispetto ad altri sensori più rigidi è stato pianificato per consentire una facile e sensibile palpazione concomitante della ghiandola prostatica. Sono state effettuate diverse registrazioni per i due lobi della prostata. Il tester BIA ha calcolato
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automaticamente la resistenza, la reattanza e l'angolo di fase.
4.2.3 Biopsia prostatica
La biopsia prostatica trans-rettale è stata eseguita dopo la profilassi antibiotica e l'anestesia locale. In tutti i casi sono stati sistematicamente effettuati almeno 16 prelievi con criteri sistematici, ad eccezione dei pazienti con punteggio PIRADS V2 >3 che hanno subito prelievi aggiuntivi in relazione al numero di siti della ghiandola prostatica descritti alla mMRI83. I nuclei prostatici sono stati
incorporati in soluzione di formalina e poi analizzati da due uro-patologi.
4.2.4 Analisi statistica, curva ROC e classificazione SVM
Tutte le misure BIA sono state normalizzate dividendo il loro valore per il volume della prostata, che è stato stimato durante l'esame TRUS. Pertanto, il test BIA non dipendeva dal volume della prostata, che può essere significativamente influenzato dalla presenza di cancro.
Le variabili continue sono state descritte statisticamente utilizzando la mediana e la deviazione assoluta mediana (MAD) data la non-normalità della maggior parte dei campioni dimostrata utilizzando i test di Kolmogorov-
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Smirnov 91. Di conseguenza, il Mann-Whitney U-test è stato
utilizzato per confrontare statisticamente le variabili continue di due diversi gruppi (ad esempio, pazienti vs. controlli), mentre il test Wilcoxon signed-rank test è stato utilizzato per confrontare le differenze nei dati accoppiati 92 93. Tutti i valori p sono stati corretti per i confronti multipli
secondo il metodo di Holm-Bonferroni 94. È stata eseguita
un'analisi della curva delle caratteristiche operative del ricevitore (ROC) sui punteggi del PIRADS V2 raccolti su 123 pazienti mediante l'abbinamento di tassi di falsi positivi (1- specificità) e di veri positivi (sensibilità) a diverse soglie di punteggio del PIRADS V2 83 95 .
Per massimizzare l'applicabilità clinica diretta dello studio proposto e passare a una valutazione clinica a livello di singolo paziente, abbiamo implementato un approccio computazionale multi-funzione che tiene conto di tutte le caratteristiche, le combina attraverso una particolare funzione matematica e stima automaticamente la soglia multidimensionale da utilizzare per prendere una decisione clinica per la previsione della presenza del cancro. La metodologia computazionale è abbastanza comune nel campo della bioingegneria ed è denominata Support Vector Machine (SVM). Estendiamo ulteriormente l'implementazione di tale sistema di supporto decisionale integrando il cosiddetto approccio di eliminazione ricorsiva
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delle caratteristiche (RFE). Questo sistema assegna un punteggio alle caratteristiche di ogni paziente in modo tale che sia possibile classificare e selezionare le informazioni cliniche più informative per la discriminazione automatica dei pazienti con cancro alla prostata e iperplasia prostatica benigna (IPB).
L'accuratezza del riconoscimento del cancro alla prostata, così come la sensibilità e la specificità del sistema di supporto alle decisioni proposto, è stata valutata implementando la cosiddetta procedura di leave-one- subject-out (LOSO), attraverso la quale, considerando N soggetti, si suddivide iterativamente il set di caratteristiche cliniche in un set di training, che comprende i dati dei pazienti (N-1), e un set di test che comprende i dati dei rimanenti.