COVERSTORY II

Moderne Tumordiagnostik und bildgestützte Tumortherapie

Tumore von Lunge, Niere und Knochen einfach zu Verkochen

von J. Kettenbach

Das Standardverfahren zur Behandlung eines Tumors ist je nach Lokalisation und Größe die chirurgische Resektion. Oft ist wegen der Tumorlage oder wegen der Anzahl der Tumore eine Resektion risikoreich oder gar nicht möglich. In diesen Fällen stehen jedoch bildgestützte Verfahren zur Verfügung, mit denen wir Radiologen perkutan Tumorgewebe lokal zerstören können.

Dabei wird Tumorgewebe entweder mittels hochfrequentem Wechselstrom (Radiofrequenz- oder Mikrowellenablation) oder hoch-intensivem fokussierten Ultraschall (HIFU) auf ca. 140°C erhitzt, bzw. mittels flüssigem Stickstoff bei -170°C vereist (Kryoablation). Behandelte Knochentumore können zusätzlich durch Zementinjektionen gestützt werden. Die punktgenaue Platzierung des Therapieeffektes mit Hilfe von Ultraschall, CT oder MR-Bildgebung zerstört lokal Tumorgewebe und schont umgebende Organstrukturen. Damit sind perkutane Ablationsverfahren organerhaltend und im Vergleich zur Operation schonender für den Patienten (1).

Bei adäquater Anwendung erzielt man sowohl mit Radiofrequenzablation (RFA) als auch mit der Mikrowellenablation (MWA) vergleichbar gute Ergebnisse (2-4). Die MWA jedoch erzielt Ablations-nekrosen meist in einer wesentlich kürzeren Ablationsdauer. Die MWA wird auch weniger durch den sog. „heat-sink“ Effekt benachbarter Gefäße beeinflusst, oft Ursache für ein Lokalrezidiv nach RFA. Die MWA erfordert wegen der meist elliptischen Nekroseform jedoch eine präzisere Platzierung der Sondenspitze in der Zielregion sowie einen größeren Sicherheitsabstand zu kritischen Organstrukturen (5). Es scheint sinnvoll, jene Methode einzusetzen, mit der man die meisten Erfahrungen sammeln kann, da sich erst nach >100 selbst durchgeführten Ablationen die erzielbaren Ablationsnekrosen abschätzbar werden und die Komplikationsraten signifikant abnehmen (6,7).

Radiofrequenzablation Lungenmetastase

Die perkutane RFA von weniger als 3 Lungenmetastasen mit einem Durchmesser unter 2-3 cm ist eine lokal effektive Behandlungsoption für Patienten, die entweder nicht OP-tauglich sind, oder deren Entfernung eine umfangreiche Resektion erfordern würde (Abb. 1a-d). Diese ist v.a. bei bereits eingeschränkter Lungenfunktion oft nicht möglich. Auch eine stereotaktische Bestrahlung (SBRT) ist in der Regel auf 3 Lungentumore pro Lunge limitiert und kann langfristig die Lungenfunktion beeinträchtigen. Die perkutane RFA selbst schont gesundes Lungenparenchym und kann bei einem Lokalrezidiv bis zu 4x wiederholt werden ohne die Lungenfunktion zu verändern. Ein weiterer Vorteil der perkutanen Ablation ist die mögliche bioptische Sicherung der behandelten Läsion unmittelbar vor RFA. In einem multizentrischen Register war bei Patienten mit pulmonalen Metastasen nach kolorektalen Karzinomen die 5-Jahres-Überlebensrate nach RFA vs. kurativer R0-Resektion mit 51% vs. 53%, sowie das mediane Gesamtüberleben mit 62 Monaten vs. 69 Monaten vergleichbar gut (8).

Abb 1a. 54-jähriger Patienten mit Lungenmetastase eines Larynxkarzinoms.

Abb 1b, c. CT-gezielte Platzierung der Radiofrequenzsonde (linkes Bild). Zentrale Lage der Sondenspitze (rechtes Bild) mit ausgefahrenen Elektroden im Tumor nach (Pfeil).

Abb 1d. 24 h nach Ablation milchglasartige Verdichtungen um das behandelte Areal als Hinweis für Therapieerfolg.

 

 

Kryoablation Nierentumor

Durch Verwendung von komprimiertem Argongas kann an der Spitze einer Kryotherapiesonde eine Abkühlung von bis zu -170°C erreicht werden. Die extreme Abkühlung des Gewebes führt zum Gefrieren von intrazellulärem Wasser mit Ausbildung von Eiskristallen. Der mittels MR oder CT leicht abgrenzbare „Eisball“ korreliert gut mit der Ablationsnekrose und erleichtert so das Abschätzen der erforderlichen Ablationsdauer, wobei ein zweimaliges Einfrieren und Auftauen für eine sichere Ablation aller Tumorzellen erforderlich ist (Abb. 2a-d). Die Form des Eisballs kann durch Hinzufügen zusätzlicher Nadeln oder Ändern ihrer Positionen modifiziert werden. Benachbarte Organe können durch Injektion von Kochsalzlösung oder Kohlendioxid geschützt werden.

Die Kryoablation selbst ist schmerzarm und kann in der Regel unter lokaler Betäubung durchgeführt werden (9-11). Exophytisch, kapselnahe gelegene Nierentumore < 3 cm können v.a. bei älteren Patienten mit eingeschränkter OP-tauglichkeit sehr gut dauerhaft bei minimaler Morbidität behandelt werden (12). Vor allem Patienten mit multifokalen Nierenzellkarzinomen profitieren von der parenchymsparenden Technik (13) durch den Erhalt der Nierenfunktion. Lediglich bei Nierentumoren mit Bezug zum Nierenhilus sind thermische Ablationsverfahren wegen dem Risiko einer ausgedehnten Fistel- oder Narbenbildung nur eingeschränkt oder gar nicht einsetzbar (14).

 


Abb 2a. Patient mit Lokalrezidiv nach Nierenzellkarzinom links. Die MRT zeigt den Tumor (Pfeil) in unmittelbarer Nähe der Bauchspeicheldrüse.

Abb 2b, c. Unter MR-Bildgebung wird die Kryotherapiesonde (Pfeile) präzise im Tumor platziert. Die Kryoablation wird während der MR-gesteuerten Therapie anhand der Ausdehnung des „Eisballs“ (*) überwacht und patientenindividuell dem Tumor angepasst.

Abb 2d. Direkt nach der Therapie ist zerstörtes Tumorgewebe als avitale Zone ohne Kontrast-mittelaufnahme abgrenzbar (Pfeile).

 

Radiofrequenzablation Knochentumor mit Zementauffüllung

Ziel der Ablation von Knochentumoren ist: (a) Reduktion der Tumormasse; (b) Dekompression von Hohlorganen und nervalen Strukturen; (c) Verbesserung der Organfunktion und (d) Stabilisierung frakturgefährdeter Knochen, ggf. in Verbindung mit einer Osteoplastie (15). Mit der Anwendung der RFA in der palliativen Therapie fortgeschrittener, metastasierter Tumore des Knochens oder der Weichteile hat sich das Indikationsspektrum der RFA nochmals deutlich vergrößert. Die RFA kommt nur bei therapierefraktären, symptomatischen Tumorrezidiven in Frage, die infolge einer großen Weichteilkomponente zu einer Druckwirkung auf Gefäße oder nervale Strukturen führen oder bei Knochendestruktionen eine Frakturgefährdung darstellen.

In der Regel kann damit rasch (innerhalb weniger Tage) eine zum Teil beachtliche Schmerzreduktion erzielt werden, wohingegen eine Strahlentherapie schmerzhafter Knochenmetastasen erst verzögert (nach 2-3 Wochen) wirkt und bei einer akuten Frakturgefährdung kurzfristig keine Stabilisierung herbeiführen kann. Wurde das betroffene Areal bereits vorbestrahlt, ist zusätzlich die mögliche Dosis meist limitiert und spätestens dann eine Ablation indiziert.

Werden Temperaturen oberhalb 60°C erreicht, kommt es im Zielgebiet zu einer Koagulationsnekrose mit irreversibler Proteindenaturierung. Speziell bei der RFA von Neoplasien der Wirbelsäule muss bei der Wahl des Zugangswegs darauf geachtet werden, dass Rückenmark und Nervenwurzeln nicht verletzt werden. Liegt ein Tumor in kritischer Nähe zu einer sensiblen Struktur/Organ, kann dieses z.B. durch lokale Injektion von isotoner Kochsalzlösung distanziert werden. Die starke Hitzeentwicklung während der RFA wird von den Patienten unter leichter Analgosedierung gut toleriert, dabei können potentielle Schäden kritischer nervaler Strukturen durch eine zu aggressive Ablation meist rechtzeitig erkannt werden. Zusätzlich zur Ablation des Tumors kann, zur Stabilisierung von Osteolysen in einem weiteren Behandlungsschritt ergänzend eine Osteoplastie durchgeführt werden (Abb.3).

 



Abb 3a. Patient mit großer Osteolyse des LWK 5 durch Metastase eines Nieren-zellkarzinoms (Stern).

Abb 3b. CT-gezielte Radiofrequenzablation unter Schutz des Spinalraums durch epidurale isotone Kochsalzlösung. Die ausgefahrenen Elektroden sind gut zu erkennen.

Abb 3c, d. Nach Ablation wird die Osteolyse über eine Hohlnadel mit 4 ml Knochenzement aufgefüllt und so stabilisiert.



Von den benignen Knochentumoren sind aufgrund des charakteristischen radiologischen Erscheinungsbildes die meisten Osteoid-Osteome eindeutig zu diagnostizieren (Abb. 4). Je nach Lage dieses benignen Knochentumors ist die intraoperative Lokalisation als auch die nachfolgende chirurgische Resektion mit einer u. U. erheblichen Beeinträchtigung und Morbidität des Patienten verbunden. Deshalb wurden oftmals CT-gesteuerte Drahtmarkierung vorgenommen, woraus minimal-invasive Verfahren der Laser- und Thermokoagulation, erstmal 1992 von Rosenthal et al. beschrieben, entwickelt wurden.

Bei der CT-gezielten Positionierung einer Ablationssonde wird die Spitze exakt im Nidus platziert. Die benötigte Ablationsdauer bei einer Zieltemperatur von 90°C schwankt je nach Technik zwischen 4 und 6 min, bei größeren Läsionen ist ggf. auch eine Repositionierung und erneute RFA des Osteoid-Osteoms notwendig, um das Risiko eines Rezidivs zu minimieren. Liegt das Osteoid-Osteom in der Nähe eines Gelenks oder einer Wachstumsfuge, sollte die RF-Elektrode anguliert eingebracht werden, um diese Struktur nicht zu schädigen. Die Ablation eines Osteoid-Osteoms sollte wegen der starken Schmerzen immer in Intubationsnarkose und mit ausreichender postinterventioneller Analgesie durchgeführt werden. Nach Abklingen des lokalen Ödems kommt es rasch, innerhalb von 24-48h, zu einem nachhaltigen und in der Regel dauerhaften Abklingen der Beschwerden.



Abb 4a. 34-jähriger Patient mit starken Hüftschmerzen links (VAS 8) seit vielen Jahren, v.a. nachts. Moderate Linderung nach Aspirin (Pfeil).

Abb 4b, c. CT-gezielte Platzierung eines Kirschner-Drahtes im Osteoid-Osteom. Nachführen einer 14G Hohlnadel und Biopsie der Läsion in koaxialer Technik. Anschließend Einführen der RFA-Sonde.

Abb 4 d. CT-gezielte Radiofrequenzablation mit einer Zieltemperatur von 90°C über 5 Minuten. Entlassung am Folgetag ohne Einschränkung der Mobilität (nach 14 Tagen VAS 1).

 

Die Ablation mittels HIFU basiert auf der Ausbreitung von Ultraschallimpulsen durch das Gewebe in Form hochfrequenter Druckwellen, wobei die Schallimpulse auf ein kleines Zielvolumen fokussiert werden. Aufgrund der sich an dieser Stelle aufbauenden Energie steigt die Temperatur an und verursacht innerhalb weniger Sekunden eine Koagulationsnekrose mit Proteindenaturierung. Die Schallimpulse können entweder mittels Ultraschall (US)- oder Magnetresonanztomographie (MRI) in die Zielregion gesteuert werden. Damit wurden u.a. erfolgreich Brusttumore (16) (Abb. 5), Uterus-myome (17), Skelettmetastasen (18) behandelt.




Abb 5a. MRT einer Patientin mit Fibroadenom der rechten Brust (hyperintens auf T1 nach Kontrastmittelgabe) vor Therapie mit HIFU.

Abb 5b. Schematische Darstellung der MR-gezielten HIFU während der Therapie.

Abb 5c. 24h nach MR-gezielter HIFU regionale Nekrose (hypointense Zone ohne Kontrastmittelaufnahme).

 

Die irreversible Elektroporation (IRE), wird weltweit derzeit nur an wenigen Zentren eingesetzt, Erfahrungen mit größeren Patientenkollektiven fehlen daher noch, möglicherweise ist die IRE speziell zur Tumortherapie nahe thermisch sensitiver Strukturen (Tumor mit Bezug zum Nierenhilus Pankreas, Rektum) von Vorteil (19, 20).

 

 

 

Literatur:

  1. Gillams A, Goldberg N, Ahmed M, Bale R, Breen D, Callstrom M, Chen MH, Choi BI, de Baere T, Dupuy D, Gangi A, Gervais D, Helmberger T, Jung EM, Lee F,  Lencioni R, Liang P, Livraghi T, Lu D, Meloni F, Pereira P, Piscaglia F, Rhim H, Salem R, Sofocleous C, Solomon SB, Soulen M, Tanaka M, Vogl T, Wood B, Solbiati L. Thermal ablation of colorectal liver metastases: a position paper by an international panel of ablation experts, The Interventional Oncology Sans Frontières meeting 2013. Eur Radiol. 2015 Dec;25(12):3438-54.
  2. Wright AS, Sampson LA, Warner TF, Mahvi DM, Lee FT Jr. Radiofrequency versus microwave ablation in a hepatic porcine model. Radiology. 2005 Jul;236(1):132-9.
  3. Huo YR, Eslick GD. Microwave Ablation Compared to Radiofrequency Ablation for Hepatic Lesions: A Meta-Analysis. J Vasc Interv Radiol. 2015 Aug;26(8):1139-1146.e2.
  4. Potretzke TA, Ziemlewicz TJ, Hinshaw JL, Lubner MG, Wells SA, Brace CL, Agarwal P, Lee FT Jr. Microwave versus Radiofrequency Ablation Treatment for Hepatocellular Carcinoma: A Comparison of Efficacy at a Single Center. J Vasc Interv Radiol. 2016 May;27(5):631-8.
  5. majo K, Tomeno W, Kanezaki M, Honda Y, Kessoku T, Ogawa Y, Yoshida K, Yoneda M, Kirikoshi H, Ono M, Kaneta T, Inoue T, Teratani T, Saito S, Nakajima A. New microwave ablation system for unresectable liver tumors that forms large, spherical ablation zones. J Gastroenterol Hepatol. 2018 May 30.
  6. Hildebrand P, Leibecke T, Kleemann M, Mirow L, Birth M, Bruch HP, Burk C (2006) Influence of operator experience in radiofrequency ablation of malignant liver tumours on treatment outcome. Eur J Surg Oncol :430–4.
  7. Puijk RS, Ruarus AH, Scheffer HJ, Vroomen LGPH, van Tilborg AAJM, de Vries JJJ, Berger FH, van den Tol PMP, Meijerink MR. Percutaneous Liver Tumour Ablation: Image Guidance, Endpoint Assessment, and Quality Control. Can Assoc Radiol J. 2018 Feb;69(1):51-62.
  8. de Baere T, Tselikas L, Pearson E, Yevitch S, Boige V, Malka D, Ducreux M, Goere D, Elias D, Nguyen F, Deschamps F. Interventional oncology for liver and lung metastases from colorectal cancer: The current state of the art. Diagn Interv Imaging. 2015 Jun;96(6):647-54.
  9. Tacke J, Mahnken AH, Günther RW. [Percutaneous thermal ablation of renal neoplasms]. Rofo. 2005 Dec;177(12):1631-40.
  10. Ismail M, Nielsen TK, Lagerveld B, Garnon J, Breen D, King A, van Strijen M, Keeley FX Jr. Renal cryoablation: Multidisciplinary, collaborative and perspective approach. Cryobiology. 2018 Jun 8.
  11. Zhou W, Arellano RS. Thermal Ablation of T1c Renal Cell Carcinoma: A Comparative Assessment of Technical Performance, Procedural Outcome, and Safety of Microwave Ablation, Radiofrequency Ablation, and Cryoablation. J Vasc Interv Radiol. 2018 Jul;29(7):943-951.
  12. Gulesserian T, Mahnken AH, Schernthaner R, Memarsadeghi M, Weber M, Tacke A, Kettenbach J. Comparison of expandable electrodes in percutaneous radiofrequency ablation of renal cell carcinoma. Eur J Radiol. 2006 Aug;59:133-9.
  13. Zhou W, Uppot RN, Feldman AS, Arellano RS. Percutaneous Image-Guided Thermal Ablation for Multifocal Renal Cell Carcinoma: 10-Year Experience at a Single Center. AJR Am J Roentgenol. 2017 Oct;209(4):733-739.
  14. Memarsadeghi M, Schmook T, Remzi M, Weber M, Pötscher G, Lammer J, Kettenbach J. Percutaneous radiofrequency ablation of renal tumors: midterm results in 16 patients. Eur J Radiol. 2006 Aug;59(2):183-9.
  15. Jakobs TF, Hoffmann RT, Vick C, Wallnöfer A, Reiser MF, Helmberger TK. [RFA of bone and soft tissue tumors]. Radiologe. 2004 Apr;44(4):370-5
  16. Peek MCL, Wu F. High-intensity focused ultrasound in the treatment of breast tumours. Ecancermedicalscience. 2018 Jan 10;12:794.
  17. Chen J, Chen W, Zhang L, Li K, Peng S, He M, Hu L. Safety of ultrasound-guided ultrasound ablation for uterine fibroids and adenomyosis: A review of 9988 cases. Ultrason Sonochem. 2015 Nov;27:671-676.
  18. Lee HL, Kuo CC, Tsai JT, Chen CY, Wu MH, Chiou JF. Magnetic Resonance-Guided Focused Ultrasound Versus Conventional Radiation Therapy for Painful Bone Metastasis: A Matched-Pair Study. J Bone Joint Surg Am. 2017 Sep 20;99(18):1572-1578.
  19. Kluger MD, Epelboym I, Schrope BA, Mahendraraj K, Hecht EM, Susman J, Weintraub JL, Chabot JA. Single-Institution Experience with Irreversible Electroporation for T4 Pancreatic Cancer: First 50 Patients. Ann Surg Oncol. 2016 May;23(5):1736-43.
  20. Thomson KR, Cheung W, Ellis SJ, Federman D, Kavnoudias H, Loader-Oliver D, Roberts S, Evans P, Ball C, Haydon A. Investigation of the safety of irreversible electroporation in humans. J Vasc Interv Radiol. 2011 May;22(5):611-21.

 

 

Quellennachweise:

Abb 1 und Abb. 4: Prim.Priv.-Doz.Dr. Joachim Kettenbach, Zentralröntgen, Landesklinikum Wr. Neustadt

Abb 2a-d: Univ.-Prof. Dr. Andreas Mahnken; https://www.ukgm.de//ugm_2/deu/umr_rdi/32940.html

Abb 3a-d: Priv.-Doz.Dr T:F.Jakobs, Radiologe 2004 · 44:370–375

Abb 5 a, c: Hynynen K, Pomeroy O, Smith DN, et al. MR imaging-guided focused ultrasound surgery of fibroadenomas in the breast: a feasibility study. Radiology. 2001 Apr;219(1):176-85

Abb 5b: Courtesy of Prof. Jolesz F.A., Surgical Planning Lab, Harvard Medical School, Boston, USA.

 

 

Verfasser:

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Prim. PDoz. Dr. Joachim Kettenbach EBIR

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