Der interventionelle Ultraschall hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und in vielen Bereichen ausgedehnt. Ein Beispiel ist die ultraschallgeführte Ablationstherapie von Lebertumoren. Unter der Leitung von Ultraschall führt der Arzt eine Nadelelektrode in den Tumor ein, wo die Ablationszone durch elektrischen Strom auf ca. 100 °C erwärmt werden kann, das die Reibungswärme polarer Moleküle zur Koagulationsnekrose des Gewebes führt. Als sichere und minimalinvasive Methode im Vergleich zu herkömmlichen Operationen wurde die ultraschallgeführte Ablationstherapie in die Richtlinien zur Behandlung von Leberkrebs in vielen Ländern aufgenommen und bietet damit eine weitere Option für Lebertumor-Patienten.
Bei der Ablation von Lebertumoren müssen immer noch viele Herausforderungen bewältigt werden, wie etwa die Anzeige komplexer Läsionen vor dem Eingriff, erfahrungsbedingte Behandlungsstrategien, der Mangel an räumlichen Informationen für die Nachuntersuchung, usw.
- Wie kann der Tumor vor dem Eingriff genau lokalisiert werden?
- Wie kann die Ablationstherapie standardisiert werden?
- Wie erhält man sofort eine umfassende Beurteilung der Wirksamkeit der Ablation?
Dies sind die Probleme, die das Team von Prof. Xie Xiaoyan lösen wollen. In dem folgenden Artikel nehmen sowohl das Team von Prof. Xie als auch das F&E-Team von Mindray Bilanz über das Gemeinschaftsprojekt: Wie ist die Zusammenarbeit zwischen der Ultraschallabteilung und einem Partner aus der Branche? Wie kam die Partnerschaft zustande?
Die Abteilung für medizinischen Ultraschall des First Affiliated Hospital der Sun Yat-sen Universität ist ein fortschrittliches Ultraschalldiagnose- und Behandlungszentrum in China, das sich mit medizinischer Behandlung, Forschung und Ausbildung beschäftigt. Prof. Xie Xiaoyan, Abteilungsleiterin und Expertin für abdominalen und interventionellen Ultraschall, widmet sich seit vielen Jahren der Forschung zur Tumorablation.
Guangzhou, China
2.200–3.000
Interventioneller Ultraschall und Tumorablation, pränatales Screening auf fötale Missbildungen, CEUS und Diagnose von Leber- und Gallenerkrankungen sowie Pankreas- und Milzerkrankungen.
Unter der Leitung von Prof. Lyu Mingde begannen Prof. Xie und ihr Team 1990 mit der Erprobung der Ablationsbehandlung von Leberkrebs im Süden von China und erzielten positive Ergebnisse. Einige schwierige Probleme blieben jedoch ungelöst. Wie kann man eine einzelne Nadel genau in die Mitte des Tumors einführen, um die Ablation durchzuführen? Wie können bei der Verwendung mehrerer Nadeln für die Ablation die zweite und dritte Nadel genau eingeführt werden, ohne durch das während des Eingriffs erzeugte Gas, das den gesamten Tumor füllt, beeinflusst zu werden? Wie kann die Wirksamkeit nach der Ablation genauer beurteilt werden als mit der konventionellen Methode zur Untersuchung der Ablationsgröße? Das Team erforschte weiter. Mit einem Glücksfall wurden sie vom GPS inspiriert – mit GPS können Menschen ihr Ziel unabhängig vom Wetter erreichen. Wenn ein Tumor in einem 3D-Bild erfasst und dann zu einer Karte mit GPS-Positionierung modelliert werden könnte, wäre es dann nicht möglich, eine präzise Nadeleinführung durchzuführen und eine effektive Beurteilung der Wirksamkeit der Ablation zu erhalten, indem die Karte als Orientierungshilfe verwendet wird?
Inspiriert von dieser Idee fingen Prof. Xie und ihr Team an, nach Wegen zu suchen, eine navigierbare „Karte“ zu erstellen, um den Tumor zu positionieren. Sie fanden heraus, dass die Modalitäten-übergreifende Fusion zwischen Echtzeit-Ultraschall und einer Karte aus CT bereits bei der Therapieführung verwendet wurde. Aber angesichts der Tatsache, dass die CT einen umständlichen Prozess beinhaltet, gab es eine Möglichkeit, die Fusion mit Ultraschall zur Abbildung der Läsion zu verwenden?
Abteilung für medizinischen Ultraschall
The First Affiliated Hospital der Sun Yat-sen Universität
F&E-Zentrum von Mindray in Beijing
Präzisere Lokalisierung von Läsionen
Durch den Einsatz einer multimodalen Fusionstechnik mit uHit Fusion von Mindray werden die MRT-Informationen mit dem Ultraschallbild fusioniert, sodass wir die Positionen der durch die MRT-T1WI-Verstärkung dargestellten anormal erweiterten Knoten sehen können. Mit den ergänzenden räumlichen Positionierungsdaten und dem MRT können wir die Läsion mit einem hohen Maß an Sicherheit lokalisieren.
Für den Ultraschall bzw. das Ultraschall-Fusionsbild erhalten wir 3D-Ultraschalldaten vor dem Eingriff und fusionieren diese mit dem Echtzeit-2D-Bild, sodass die Informationen aus der Beurteilung vor dem Eingriff vollständig genutzt werden können und Position und Art der Läsion durch eine erneute Sonographie bestätigt werden können.
Für unvermeidbare Atembewegungen und unerwartete Körperbewegungen während der Behandlung haben wir Funktionen zur Atemkompensation und Bewegungskorrektur eingeführt, um Positionsänderungen während der Fusion zu korrigieren und die Ablationsregistrierung genauer und stabiler zu gestalten.
Zuverlässigere Durchführung der Bestrahlung
Während der 3D-Ablationsplanung kann eine Ablationssimulation durchgeführt werden, um eine effektive Behandlungsstrategie für größere Läsionen zu entwickeln, die mit mehreren Nadeln ablatiert werden müssen. Legen Sie zunächst den Ablationsbereich für einzelne Nadeln fest und platzieren Sie dann die Nadeln für die Ablation in der Simulation. Ein optimaler Plan kann erstellt werden, indem die Echtzeitanzeige der Abdeckungsrate der Läsion beobachtet wird. Dieses Verfahren unterstützt die dreidimensionale Anzeige mehrerer Winkel, die eine intuitive und mehrdimensionale Beobachtung der Ablationsabdeckung für den gesamten Tumor ermöglicht. Die Nadel kann dann entsprechend dem geplanten Pfad in den echten Tumor eingeführt werden, und die Ablationsabdeckung wird in Echtzeit mit der tatsächlichen Nadeleinführung aktualisiert. Mit uHit Fusion kann der gesamte Ablationsprozess besser geplant und standardisiert werden, wodurch die Erfahrungsabhängigkeit des Bedieners verringert wird.
Präzisere klinische Diagnosen liefern
Die Durchführung einer umfassenden und sofortigen Beurteilung nach der Ablation ist entscheidend für die Erkennung von Resttumoren und die sofortige Durchführung einer ergänzenden Behandlung. Dies trägt dazu bei, die Rate der vollständigen Ablation zu verbessern und das Auftreten eines lokalen Fortschritts zu vermeiden. Das Team von Prof. Xie kann unmittelbar nach dem Eingriff eine 3D-Sonographie des Ablationsorts durchführen und diese dann mit den 3D-Ultraschalldaten fusionieren, um ein vollständiges Bild davon zu erhalten, ob der Ablationsort die sichere Grenze der Läsion im gesamten 3D-Raum abdeckt und ob es Restläsionen oder Stellen mit unzureichender Ablation gibt. Darüber hinaus können die tomographische Segmentierungsanzeige und die 3D-Volumenrekonstruktion dieses Fusionsbildes durchgeführt werden, um die räumliche Lage des Bereichs, der einer komplementären Behandlung bedarf, und seine Beziehung zu den umgebenden lebenswichtigen Organen deutlicher darzustellen.
Die hart erkämpfte Ablationslösung, die gemeinsam von Mindray und dem The First Affiliated Hospital der Sun Yat-sen Universität entwickelt wurde, ist nur eine der vielen Erfolgsgeschichten der Zusammenarbeit zwischen Mindray und Krankenhausabteilungen in den Bereichen Industrie, Wissenschaft und Forschung. Wir werden weiterhin mit medizinischen Fachkräften zusammenarbeiten, um innovative Technologien in effektive klinische Lösungen umzusetzen und die neuen Grenzen der Ultraschalldiagnostik und -Behandlung zu erforschen, um effektiv auf die Bedürfnisse der Patienten reagieren zu können.
