Interventionele echografie heeft zich de laatste jaren snel ontwikkeld, met uitgebreide toepassingen op veel gebieden. Eén voorbeeld is echografie-geleide ablatietherapie voor levertumoren. Onder geleide van ultrasound brengt de arts een naaldelektrode in de tumor in, waar de ablatiezone door middel van elektrische stroom tot ongeveer 100°C kan worden verhit als gevolg van de wrijvingswarmte van polaire moleculen, hierdoor treedt coagulatieve necrose van het weefsel op. Als een veiligere en minimaal invasieve methode in vergelijking met traditionele operaties, is echografie-geleide ablatietherapie in veel landen toegevoegd aan de richtlijnen voor de behandeling van leverkanker, waardoor patiënten met een levertumor een nieuwe optie wordt geboden.
Levertumorablatie wordt nog steeds geconfronteerd met veel uitdagingen, waaronder het vertonen van complexe laesies vóór de procedure die afhankelijk is van behandelstrategieën, en het gebrek aan ruimtelijke informatie voor evaluatie na de procedure, enzovoort.
- Hoe kan de tumor vóór de procedure precies worden gelokaliseerd?
- Hoe kan de ablatiestrategie worden gestandaardiseerd?
- Hoe kan de doeltreffendheid van de ablatie onmiddellijk volledig worden geëvalueerd?
Dit zijn de problemen die het team van Prof. Xie Xiaoyan's team heeft geprobeerd op te lossen. In het volgende artikel maken zowel het team van Prof. Xie als het R&D-team van Mindray de balans op van de joint venture: hoe is de samenwerking tussen de echografieafdeling en een industriepartner? Hoe is het partnerschap verlopen?
De Department of Medical Ultrasound van The First Affiliated Hospital van Sun Yat-sen University is een geavanceerd centrum voor ultrasone diagnose en behandeling in China dat zich bezighoudt met medische behandeling, onderzoek en onderwijs. Prof. Xie Xiaoyan, hoofd van de afdeling en expert op het gebied van abdominale echografie en interventionele echografie, wijdt zich al vele jaren aan het onderzoek naar tumorablatie.
Guangzhou, China
2200-3000
Interventionele echografie en tumorablatie, prenatale screening op foetale misvormingen, CEUS en diagnose van hepatobiliaire, pancreas- en miltaandoeningen
Onder leiding van Prof. Lyu Mingde zijn Prof. Xie en haar team in 1990 in Zuid-China begonnen met het testen van de behandeling van leverkanker met ablatie. Met positieve resultaten. Een aantal lastige problemen bleef echter onopgelost. Hoe breng je een enkele naald precies in het midden van de tumor in voor ablatie? Hoe kunnen, bij gebruik van meerdere naalden voor ablatie, de tweede en derde naald precies worden ingebracht zonder te worden beïnvloed door het gas dat tijdens de procedure wordt gegenereerd en dat de hele tumor vult? Hoe kan de werkzaamheid na ablatie nauwkeuriger worden beoordeeld dan met de conventionele methode om naar de grootte van de geablateerde laesie te kijken? Het team bleef dit onderzoeken. Door een meevaller werden ze geïnspireerd door GPS: met GPS kunnen mensen hun bestemming bereiken ongeacht het weer. Als een tumor in een 3D-beeld zou kunnen worden vastgelegd en vervolgens met GPS-positionering op een kaart zou kunnen worden gemodelleerd, zou het dan niet mogelijk zijn om een nauwkeurige naaldinbrenging uit te voeren en een effectieve beoordeling van de werkzaamheid van de ablatie te krijgen met behulp van de kaart als richtlijn?
Geïnspireerd door het idee, begonnen prof. Xie en haar team te zoeken naar manieren om een navigeerbare 'kaart' te maken om de tumor te positioneren. Ze ontdekten dat multimodaliteitsfusie tussen realtime echografie en een kaart gemaakt van CT al was gebruikt bij behandelingsbegeleiding. Maar aangezien CT een omslachtig proces is, bestond er misschien een mogelijkheid om echografie te gebruiken om de laesie in kaart te brengen?
Department of Medical Ultrasonics
The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University
Mindray Beijing R&D-centrum
Laesies nauwkeuriger lokaliseren
Door gebruik te maken van een multimodale fusietechniek, kan uHit Fusion van Mindray de MRI-informatie fuseren met het ultrasone beeld, zodat we de locatie kunnen zien van abnormaal versterkte knobbeltjes die door de MRI T1WI-versterking worden getoond. Met de aanvullende informatie over ruimtelijke positionering, naast de MRI, zijn we in staat om de laesie met een hoge mate van zekerheid te lokaliseren.
Voor het ultrasone/echografische fusiebeeld verkrijgen we 3D-echografiegegevens van de laesie vóór de procedure en fuseren we deze met het realtime 2D-beeld, zodat de informatie van de beoordeling vóór de procedure volledig kan worden benut, en de locatie en aard van de laesie kunnen worden bevestigd door opnieuw echografie uit te voeren.
Voor onvermijdelijke ademhalingsbewegingen en onverwachte lichaamsbewegingen tijdens de behandeling hebben we functies voor ademhalingscompensatie en bewegingscorrectie geïntroduceerd om positieveranderingen tijdens fusie te corrigeren en de ablatieregistratie nauwkeuriger en stabieler te maken.
Met meer vertrouwen een behandeling uitvoeren
Tijdens de planning van 3D-ablatie kan ablatiesimulatie worden uitgevoerd om een effectieve behandelstrategie te ontwikkelen voor grote laesies die met meerdere naalden moeten worden verwijderd. Stel eerst het ablatiebereik voor individuele naalden in en plaats vervolgens de naalden voor ablatie in de simulatie. Er kan optimaal plan worden gemaakt door de realtime weergave van de dekkingsgraad van de laesie te observeren. Dit proces ondersteunt driedimensionale weergave vanuit meerdere hoeken, waardoor intuïtieve en multidimensionale observatie van de ablatiedekking voor de gehele tumor mogelijk is. De naald kan dan volgens het geplande pad in de echte tumor worden geleid, en de ablatiedekking wordt in real time bijgewerkt met de daadwerkelijke inbrenging van de naald. Met uHit Fusion kan het hele ablatieproces beter worden gepland en gestandaardiseerd, zodat de gebruiker minder afhankelijk is van ervaring.
Nauwkeuriger een klinische diagnose stellen
Een uitgebreide en onmiddellijke evaluatie na de ablatie is van vitaal belang voor het opsporen van resterende tumoren en het onmiddellijk uitvoeren van een aanvullende behandeling, waardoor de kans op volledige ablatie wordt vergroot en het optreden van lokale progressie wordt voorkomen. Het team van Prof. Xie kan onmiddellijk na de procedure 3D-echografie van de ablatieplaats uitvoeren en deze vervolgens samenvoegen met de 3D-echografiegegevens om een volledig beeld te krijgen van de vraag of de ablatieplaats de veilige grens van de laesie in de gehele 3D-ruimte bestrijkt en of er sprake is van een restlaesie of onvoldoende ablatie. Bovendien kunnen tomografische segmentatieweergave en 3D-volumereconstructie van dit fusiebeeld worden uitgevoerd om de ruimtelijke locatie van het gebied dat aanvullende behandeling nodig heeft en de relatie met de omliggende vitale organen duidelijker te visualiseren.
De zwaarbevochten ablatieoplossing die gezamenlijk is ontwikkeld door Mindray en The First Affiliated Hospital van Sun Yat-sen University is slechts een van de vele succesverhalen van de samenwerking tussen de industrie, de academische wereld en het onderzoek van Mindray en ziekenhuisafdelingen. Wij zullen blijven samenwerken met medische professionals om geavanceerde technologieën te vertalen in effectieve klinische oplossingen, en om de nieuwe grenzen van ultrasone diagnose en behandeling te verkennen om effectief in te spelen op de behoeften van patiënten.
