Teilkörperhyperthermie mit einem Radiofrequenz-Multiantennen-Applikator unter online Kontrolle in einem 1,5 T MR-Tomographen

Zusammenfassung

Ziel ist die Integration eines Multiantennen-Applikators für die Teilkörperhyperthermie (BSD-2000/3D) in einen 1,5 T MR-Tomographen (Siemens Magnetom Symphony), um ein nicht-invasives MR-Monitoring in Echtzeit zu ermöglichen und damit die Hyperthermie sicherer und effektiver durchführen zu können. Die Hyperthermie-Lagerungseinheit wird von der Rückseite der MR-Gantry mechanisch angekoppelt und die Körperspule zum Monitoring eingesetzt. Dazu mussten Hyperthermie-Antennensystem (100 MHz, 1550 W) und MR-Empfänger (63,9 MHz) hochfrequenzmäßig (Filter) und elektromagnetisch entkoppelt werden. Die Weiterverarbeitung der MR-Datensätze erfolgt in einem eigens entwickelten Hyperthermieplanungssystem. Ein Simultanbetrieb von Radiofrequenz-Hyperthermie und MR-System ist bei klinisch relevanten Leistungen möglich. MR-Datensätze werden zur diagnostischen Tumordarstellung (Spin-Echo-Standardsequenzen), zur Planung der Hyperthermie (T₁-gewichtete Gradienten-Echo-Sequenzen in Gegen- und Gleichphasentechnik) und zur Temperaturdarstellung nach der Protonen-Resonanzfrequenz-Methode (PRF-Methode, Phasenauswertung einer Gradienten-Echo-Sequenz mit langer Echozeit) eingesetzt. Bei 33 Patienten mit fortgeschrittenen pelvinen und abdominellen Tumoren wurden über 150 Hyperthermiebehandlungen unter MR-Monitoring durchgeführt. Bei 70 % der Patienten gelang eine Visualisierung temperatursensitiver Daten während der Therapiezeit. Die ausgewerteten Differenzbilder stellen eine Überlagerung der tatsächlichen Temperaturerhöhung und einer (temperaturinduzierten) Perfusionserhöhung dar. Dieser Hybridansatz ermöglicht es, die Teilkörperhyperthermie als MR-gesteuerte Intervention für die Radiologie zu entwickeln.

Abstract

Objective of this study is the integration of a multiantenna applicator for part-body hyperthermia (BSD 2000/3D) in a 1.5 T MR-­tomograph (Siemens Magnetom Symphony) in order to perform noninvasive MR monitoring in real time to increase safety and effectiveness of heat treatments. The positioning unit is mechan­ically coupled to the MR gantry from the back side and the body coil is utilised for imaging. For that purpose, the hyperthermia antenna system (100 MHz, 1.500 W) and the MR receiver (63.9 MHs) have to be decoupled in terms of high frequency (filter) and electromagnetically (emc). The processing of MR data sets is performed in a hyperthermia planning system. A simultaneous operation of radiofrequency hyperthermia and MR system is possible at cli­nically relevant power levels. MR imaging is used for tumor ­diagnostics (standard spin echo sequences), for hyperthermia planning (T1-weighted gradient echo sequences in equal- and opposed-phase techniques), and for temperature measurements according to the proton resonance frequency method (PRF method, phase evaluation registration using a gradient echo sequence with long echo time). In 33 patients with advanced pelvic and abdominal tumors we performed 150 heat sessions under MR monitoring. For 70 % of these patients a visualisation of temperature sensitive data during treatment was possible. The evaluated difference images represent a superposition of real temperature ­increase and a (temperature-induc­ed) perfusion elevation. The ­hyprid approach renders development of part body hyperthermia possible as an MR-controlled intervention in radiology.

Key words

Noninvasive MR-thermometry - part body hyperthermia - multi-antenna applicator - MR-controlled intervention

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