Kalkulation des Kühleffektes von Lebergefäßen bei in-situ-Ablationsverfahren von Lebertumoren–Validierung eines 3D-Planungssystems

Zielsetzung: Thermische in-situ-Ablationsverfahren sind eine Alternative zur Leberresektion. Die onkologische Sicherheit der Therapie ist jedoch durch die fehlende Vorhersage des entstehenden Schädigungsvolumens eingeschränkt. 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.

Material und Methoden: An Hausschweinen wurde eine CT zur Datenaquise für die 3D-Rekonstruktion der Leber durchgeführt. Anschließend wurde in der Leber ein Applikator für die laserinduzierte Thermotherapie (LITT) perkutan in der Nähe großer Lebergefäßes positioniert und eine LITT mit 28 W für 20 min durchgeführt. Die Leber wurde nach Entnahme in 2mm-Schnitte zerteilt und die Thermoläsion 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.

Ergebnisse: An 8 Versuchstieren wurden 12 Thermoläsionen induziert. 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 7,4±1,8 cm3, das der berechneten Läsionen 7,4±1,7 cm3. Der morphometrische Formenvergleich zeigte eine Sensitivität des Systemes zur Vorhersage destruierter Areale von 0,86 bei einer Spezifität von 0,84.

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

Keywords: LITT, Laserinduzierte Thermotherapie, Leber, Lebermetastasen, in situ Ablation