Machbarkeitsstudie zur nicht-invasiven, CT-basierten Thermometrie während der perkutanen Radiofrequenzablation von Leberparenchym im In-vivo-Schweinemodell

• Feasibility study of the non-invasive, CT-based thermometry during percutaneous hepatic radiofrequency ablation in an in vivo porcine model

Rösch, Eva Michaela Simone; Mahnken, Andreas H. (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2012)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Kurzfassung

Das Ziel der vorliegenden tierexperimentellen Studie ist die Machbarkeit der CT-basierten nicht-invasiven Thermometrie während der perkutanen RF-Ablation von Schweineleber im in-vivo-Modell zu beurteilen. Es soll nachgewiesen werden, dass der Temperaturanstieg im Leberparenchym während der RF-Ablation durch eine Änderung des CT-Wertes reflektiert wird. Die perkutane RF-Ablation von Leberparenchym erfolgte bei vier weiblichen Schweinen. Parallel zu der verwendeten bipolaren nadelförmigen RF-Sonde (CelonLabPower) mit einer aktiven Spitze von 30 mm Länge (Celon ProSurge T30) wurden optische Temperatursonden (SFF-2m) in einem definierten Abstand von 5, 10, 15 mm und bei zwei Schweinen zusätzlich bei 20 mm Abstand zur RF-Sonde in die Schweineleber eingebracht. Nach Start der RF-Ablation erfolgten bei einer Generatorleistung von 20 W sequenziell native CT-Aufnahmen der Leber nach folgendem Scanprotokoll: Röhrenspannung 140 kV, Stromstärke-Zeit-Produkt 300 mAs/Rotation, Kollimation 24 x 1,2 mm, Gantry-Rotationszeit 0,5 sec (SOMATOM Definition). Nach Akquirierung der Rohdaten wurden die axialen Bilddaten mit einer Schichtdicke von 1,2 mm und dem Faltungskern B30s sowohl mit der konventionellen als auch mit der erweiterten CT-Skala rekonstruiert. Die Temperaturen wurden kontinuierlich durch die Temperatursonden erfasst und aufgezeichnet. Zur Auswertung der CT-Scans wurde bei jeder Bildaufnahme manuell ein 0,5 cm² großer Kreis, die sogenannte "region of interest" (ROI), um die Spitze der Temperatursonden gelegt, um die gemittelten CT-Werte zu bestimmen. Zur statistischen Analyse der Daten wurden Mittelwert und Standardabweichung der gemessenen Änderung der Temperatur sowie des CT-Wertes pro Schwein und Temperatursonde berechnet und deskriptiv miteinander verglichen. Exemplarisch wurden für gleiche Temperaturen die entsprechenden CT-Werte der vier Tiere ermittelt und ebenfalls deskriptiv miteinander verglichen. Zusätzlich wurde eine Regressionsanalyse durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen Änderungen der Temperatur und gemessenem gemittelten CT-Wert zu ermitteln. Das Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 festgelegt (SAS Software 9.1.3). Die deskriptive Auswertung der Daten zeigte bei allen vier Versuchstieren einen inversen Zusammenhang zwischen der gemessenen Temperatur und dem gemittelten CT-Wert. Die gemessene mittlere Temperatur nahm mit zunehmendem Abstand zu der RF-Sonde ab. Gleichzeitig stieg der gemittelte CT-Wert mit zunehmendem Abstand zu der RF-Sonde an. Deskriptiv wurden interindividuelle Unterschiede bei Vergleich der CT-Werte für gleiche Temperaturen festgestellt. Bei der Regressionsanalyse konnten signifikante Einflüsse der Temperatur auf den CT-Wert nachgewiesen werden. Hierbei ließ sich mit Ausnahme von zwei Temperatursonden ein negativer Regressionskoeffizient für den Zusammenhang zwischen Temperatur und gemitteltem CT-Wert ermitteln. Die negativen Regressionskoeffizienten variierten mit Werten von - 0,053 HU/°C (p = 0,4987) bis - 0,671 HU/°C (p < 0,0001). Es wurde kein wesentlicher Unterschied zwischen den Messergebnissen bei Rekonstruktion mit der konventionellen und der erweiterten CT-Skala festgestellt. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass die CT-basierte nicht-invasive Thermometrie während der perkutanen RF-Ablation von Leberparenchym im in-vivo-Schweinemodell durchführbar ist. Mittels Mehrschicht-Spiral-CT können lokale Temperaturänderungen durch die Änderung des CT-Wertes während der RF-Ablation detektiert werden, sodass sich auf Basis der CT-Dichte die Temperatur in-vivo nicht-invasiv bestimmen lässt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse dieser Studie eine Basis zur CT-basierten nicht-invasiven Thermometrie während hyperthermen Ablationsverfahren bietet. Jedoch erschweren insbesondere Bewegungsartefakte sowie durch die RF-Sonde verursachte Metallartefakte ein exaktes CT-basiertes Temperaturmonitoring. Zusätzlich wird die Entwicklung einer genaueren und robusteren softwarebasierten Methode für eine standardisierte Auswertung der Bilddaten benötigt, damit die CT-basierte nicht-invasive Thermometrie Einzug in die klinische Routine halten kann.

Einrichtungen

• [811001-1]