Verifizierung der MR-Thermometrie mittels in vivo intraläsionaler, fluoroptischer Temperaturmessung für die laserinduzierte Thermo-therapie von Lebermetastasen

Zusammenfassung

Ziel: Verifizierung der MR-Thermometrie mittels invasiver fluoroptischer, intraläsionaler Temperaturmessung für die laserinduzierte Thermotherapie von Lebermetastasen. Material und Methodik: Bei 15 Patienten mit Lebermetastasen kolorektaler Karzinome wurde eine MR-gesteuerte LITT mit Multiapplikatortechnik durchgeführt. Die applizierte Gesamtenergie variierte bei einer Applikationszeit von 10-20 min und einer durchschnittlichen Laserleistung von 5 W zwischen 3 und 6 kj. Zur Dokumentation der räumlichen und zeitlichen Verteilung des Nd:YAG-Lasereffektes wurden zwei temperatursensitive T₁-gewichtete Sequenzen eingesetzt (FLASH-2D- und Turbo-FLASH-Sequenzen). Zeitgleich wurden intraläsional fluoroptische Temperaturmessungen mittels eingebrachter Thermo-sonden im Abstand von 5-26 mm (χ=14 mm) zum Laserapplikator durchgeführt. Ergebnisse: Beide MR-Thermometrie-Sequenzen konnten einen zunehmenden Signalverlust um den Applikator während der Laserapplikation dokumentieren, reversibel nach Ende der Energiezufuhr. Die invasive fluoroptische Temperaturmessung nach einer Expositionsdauer von 10 min zeigte in 5 mm Entfernung vom Applikator den höchsten mittleren Temperaturanstieg (ΔT) von 35 °C, in 10 mm Distanz war ΔT = 9°C ± 1,7, in 15 mm Distanz 7°C ± 1,6 und in 20 mm Distanz 3 °C ± 0,5. Die prozentuale Signalintensitätsabnahme korrelierte mit dem gemessenen Temperaturanstieg. Diese Resultate bestätigten die Ausdehnung der thermischen Gewebeschädigung von bis zu 3 cm Durchmesser. Die durch kontrastverstärkte T₁-gewichtete Untersuchungen nach Laserapplikation ermittelte Nekrosegröße korrelierte mit der Ausdehnung des Signalverlustes während der MR-Thermometrie und den fluoroptischen Temperaturmessungen. Schlußfolgerung: Die simultane invasive fluoroptische in-vivo-Temperaturmessung dokumentiert die diagnostische Relevanz der MR-Thermometrie für das Echtzeit-Monitoring der LITT von Lebermetastasen.

Summary

Purpose: To evaluate the correlation of MR-measured changes of signal intensity and invasive fluoroptic temperature measurements during MR-guided I ITT of liver metastases. Materials and methods: In 15 patients with proven liver metastases of colorectal carcinoma, MR-guided LITT was performed with a percutaneous approach in a multiapplicator technique. Two temperature sensitive T_r weighted sequences (FLASH-2 D- and TurboFLASH-sequences) were used to map the spatial and temporal distribution of Nd:YAG laser effects. Parallel fluoroptic temperature measurements were carried out by means of an inserted probe in a distance of 5-26 mm (mean: 14 mm) from the laser applicator. Results: In both sequences a gradually increasing signal loss could be documented during laser application which proved to be reversible after cessation of energy deposition. The percentage of decrease in signal intensity correlated directly with the measured increase of temperature. Invasive fluoroptical evaluation of temperature distribution after 10 min exposure time showed at 5 mm distance from the applicator an increase of temperature of 35°C, in 10 mm distance a mean increase of 9°C ± 1.7, in 15 mm a mean increase of 7°C ± 1.6 and in 20 mm a mean increase of 3°C ± 0.5. This is evidence of thermal tissue damage up to 3 cm in diameter with laser monoapplication. The qualitative evaluation revealed a reproducible correlation of the extent of signal loss around the applicator and the finally induced degree of necrosis. Conclusion: Invasive fluoroptical temperature measurements prove the diagnostic reliability of MR thermometry for the online monitoring of LITT of liver metastases.

Schlüsselwörter:

Laser, interstitielle Therapie - Leber, interventionelle Verfahren - Lebertumoren, Therapie - Magnetresonanztomographie (MRT), Thermometrie

Key words:

Lasers, interstitial therapy - Liver, interventional procedure - Liver neoplasms, therapy - Magnetic resonance (MR), thermometry