gms | German Medical Science

Thermische in-situ-Ablationsverfahren etablieren sich zunehmend als Alternative zur Leberresektion. Die onkologische Sicherheit der Therapie ist jedoch durch die fehlende Vorhersage des entstehenden Schädigungsvolumens eingeschränkt. Dies trifft insbesondere für anatomisch schwierige Konstellationen, wie z.B. zentral gelegene Metastasen zu. Der Wärmeabtransport großer Lebergefäße bedingt azyklische Läsionen und birgt das Risiko lokaler Rezidive aufgrund einer unzureichenden Überlappung von Destruktions- und Tumorvolumen. Ziel der vorliegenden Studie war es, ein interdisziplinär entwickeltes 3D-Planungssystem für die in-situ-Ablation von Lebertumoren in Hinblick auf die Vorausberechnung von Thermoläsionen unter Berücksichtigung des Gefäßkühleffektes in-vivo zu validieren.

An Hausschweinen (45 kg, Intubationsnarkose) wurde eine Dünnschicht-Computertomographie (CT) zur Datenaquise für die 3D-Rekonstruktion der Leber durchgeführt. Anschließend wurde in der Leber ein Applikator (interne Kühlung, 3 mm Durchmesser) für die laserinduzierte Thermotherapie (LITT) unter CT-Kontrolle perkutan in der Nähe eines großen Lebergefäßes positioniert und eine LITT mit 28 W für 20 min durchgeführt. Je Leber wurden maximal 3 Thermoläsionen induziert, um eine Überschneidung der Läsionen zu vermeiden. Die Leber wurde nach Entnahme in 2mm-Schnitte zerteilt und die enthaltenen Thermoläsionen digital planimetriert. Parallel hierzu erfolgte die Segmentierung der Leber und der intrahepatischen Gefäßsysteme mit dem 3D-Planungssystem. Die Simulation der LITT wurde anschließend unter Verwendung der in-vivo eingesetzten Parameter durchgeführt. Analog zur Planimetrie folgte eine Vermessung und eine morphometrische Analyse zum Vergleich der realen und der simulierten Läsionen und zur Quantifizierung des Gefäßkühleffektes.

An 8 Versuchstieren wurden 12 Thermoläsionen induziert. In Abhängigkeit der Nähe zu Lebervenen- oder Portalvenenästen zeigten sich unterschiedlich stark ausgeprägte azyklische Läsionen. Die mittlere Abweichung der realen Läsion zur idealisierten Läsion als Mass für den Kühleffekt betrug 27,3%. In den segmentierten 3D-Datensätzen konnten virtuelle LITT-Applikatoren auf Grundlage der in-vivo-Daten präzise platziert werden. Das Volumen der in-vivo-Läsionen betrug im MW 7,39 ±1,79 cm³, das der berechneten Läsionen 7,41 ±1,68 cm³. Der morphometrische Formenvergleich anhand von 5 repräsentativen Schnitten je Läsion zeigte eine räumliche Übereinstimmung von 76 % zwischen realen und virtuellen Thermoläsionen (s. [Abb. 1]).

1.) Zur präzisen Vorhersage von Thermoläsionen nach in-situ-Ablation wurde ein computergestütztes 3D-Planungssystem für den klinischen Einsatz entwickelt. 2.) Mit dem System ist erstmals die Kalkulation des Kühleffektes großer Lebergefäße und die Anpassung der Applikationsparameter zur Optimierung des Ablationsergebnisses möglich. 3.) Das hier vorgestellte Planungssystem erlaubt insbesondere in anatomisch komplexen Situationen eine onkologisch sicherere Anwendung von in-situ-Ablationsverfahren (gefördert durch die DFG, Ref.# GE 932/2-1).