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121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

27. bis 30.04.2004, Berlin

Entwicklung eines computergestützten Planungssystemes zur Dosimetrie und Risikoabschätzung für die in-situ-Ablation maligner Lebertumore

Poster

  • presenting/speaker Kai Lehmann - Chirurgische Klinik und Poliklinik I, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
  • J.P. Ritz - Chirurgische Klinik und Poliklinik I, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
  • B. Frericks - Klinik und Poliklinik für Radiologie und Nuklearmedizin, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
  • A. Littmann - MeVis gGmbH, Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • G. Prause - MeVis gGmbH, Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • A. Roggan - Institut für Biomedizinische Technik und Physik, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
  • H.O. Peitgen - MeVis gGmbH, Universität Bremen, Bremen, Deutschland
  • H.J. Buhr - Chirurgische Klinik und Poliklinik I, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland
  • C.T. Germer - Chirurgische Klinik und Poliklinik I, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Freie- und Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 27.-30.04.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dgch1134

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2004/04dgch491.shtml

Veröffentlicht: 7. Oktober 2004

© 2004 Lehmann et al.
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Gliederung

Text

Einleitung

In-situ-Ablationsverfahren finden zunehmende Verbreitung in der Behandlung maligner Lebertumore. Die wesentliche Problematik dieser Verfahren besteht in dem Fehlen einer exakten Vorhersage des entstehenden Schädigungsvolumens. Da die Resektion des Tumors entfällt, fehlt der histologische Beweis der kompletten Tumordestruktion. Unter diesen Voraussetzungen ist ein Einsatz der Methoden unter onkologisch kurativen Aspekten bislang nicht kontrolliert möglich. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines computergestützten Planungssystems für die in-situ-Ablation maligner Lebertumore. Das System sollte eine Simulation und Optimierung am Computer auf Basis patientenindividueller Bilddaten ermöglichen.

Material und Methoden

Es wurde ein Computersystem zur Berechnung des thermischen Läsionsvolumens einer in-situ-Ablation entwickelt. Das Programm benutzte einen hybriden Simulationsalgorithmus, um auf Grundlage einer Gewebedatenbank die optischen und thermischen Effekte in Abhängigkeit von Anzahl, Energie und Geometrie der Applikatoren zu kalkulieren. Zur patientenindividuellen Planung wurde eine Routine erstellt, welche die Segmentierung von Leberstrukturen anhand hochauflösender CT-Daten ermöglicht. Auf Grundlage einer Wasserscheidentransformation erfolgte die Skelettierung der intrahepatischen Gefäßsysteme. Die Daten wurden an die Ablationsplanung übergeben, die unter Berücksichtigung des Kühleffektes benachbarter Gefäße das thermische Schädigungsvolumen berechnete. Zur Therapieplanung wurde eine interaktive 3D-Visualisierung implementiert.

Ergebnisse

CT-Daten der Leber wurden segmentiert, d.h. einzelne Strukturen wie Tumor und Lebergefäßsysteme wurden voneinander getrennt und standen als 3D-Modell zur Verfügung. In diesem Modell konnten Applikatoren für die in-situ-Ablation frei positioniert werden. Die segmentierten Strukturen, sowie die Ablationsparameter wurden nachfolgend an die Planungsroutine übergeben. Hier erfolgte eine Simulation der in-situ-Ablation unter Berücksichtigung patientenindividueller Daten, wie der Tumortopologie und der Lage der intrahepatischen Gefäßsysteme. Das Simulationsergebnis wurde in die 3D-Visualisierung übernommen und erlaubte eine Kontrolle der vollständigen Tumorablation.

Schlussfolgerung

Die Planungssoftware gestattete eine präzise Berechnung der Ablation unter Berücksichtigung patientenindividueller Parameter. Verschiedene Faktoren, wie Applikatorgeometrie, Energie, Tumortopologie und intrahepatische Gefäßstruktur konnten in die Simulation einbezogen werden. Mit einem solchen System ist erstmals die exakte Planung einer in-situ-Ablation inklusive Sicherheitssaum möglich. Hiermit wird die kalkulierte Verwendung dieser Therapiemethode unter onkologischer Zielsetzung möglich (gefördert durch die DFG, Ref.# GE 932/2-1).