Tumortherapie am offenen MRT

Tumortherapie am offenen MRT
Kerstin Jungnickel, Steffen Bauch, Matthias Ludewig, Gunnar Gaffke und Frank
Fischbach
Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin, Uniklinikum Magdeburg
Einleitung
MR-gestützte Interventionen sind aufgrund der Bauform der Magnetresonanztomographen und der vielfach
fehlenden MR-Kompatibilität von Instrumenten bisher nur mit Einschränkungen möglich gewesen [1]. Eine
Fluoroskopie-analoge Form der MRT-Bildgebung ist in vollem Umfang nur durch ein offenes MRT mit einem
deutlich besserem Patientenzugang zu gewährleisten. Auf diese Weise kann der interventionell tätige Radiologie
direkt während des Eingriffes die Bildgebung verfolgen. Wir haben die interaktive Bildführung, FluoroskopieSequenzen und die MR-Thermometrie getestet und für die MR-gestützte Tumortherapie am offenen HochfeldMRT optimiert.
Material und Methoden
An einem offenen Hochfeld-MRT (Panorama, Philips) mit einer Feldstärke von 1.0 Tesla wurden FluoroskopieSequenzen auf Schnelligkeit und Kontrastverhalten getestet. MR-kompatible Nadeln aus unterschiedlichen
Materialien wurden in einem Gelatine-Phantom auf ihr Artefaktverhalten untersucht. Die interaktive Bildführung
wurde für den optimalen Arbeitsablauf einer Intervention angepasst. Thermo-Sequenzen, welche die
Temperatursensitivität der T1-Relaxationszeit und der Protonenresonanz-Frequenz (PRF) nutzen, wurden
optimiert. Die PRF-Bilder wurden mit Hilfe eines „Thermo-Tools“ (Philips) ausgewertet, welches
Temperaturkarten in der interessierenden Region erstellt. Laser- und Radiofrequenz-Ablationen (RFA) wurden
in vitro unter MR-Thermometrie durchgeführt. Dazu wurde zum einen ein Nd:YAG-Laser Medilas Fibertom
(Dornier) mit 1064 nm verwendet und zum anderen ein RFA-Gerät der Firma Rita / Angiodynamics mit einer
Hochfrequenz von 460 kHz. In vivo wurden MR-gestützt Läsionen punktiert und Kathetern für die
Brachytherapie in Leber-Tumoren positioniert. Für die Brachytherapie wurde im Anschluss eine 3D-Sequenz für
die Strahlenplanung akquiriert. Der 3D-Datensatz wurde in das Bestrahlungsplanungssystem der
Strahlentherapie eingelesen und bei dem Patienten ein Afterloading mit einer Iridium-Quelle durchgeführt.
Ergebnisse
Die einfachste Form der MR-gestützen Fluoroskopie ist eine ohne Navigation, bei welcher der Eintrittspunkt an
der Haut und der Zielpunkt im Tumor im MR-Bild festgelegt wird. Dazu wurde in unserer Klinik folgende
Prozedur etabliert: Während die interaktive Sequenz läuft, markiert der interventionell tätige Radiologe den
festgelegten Eintrittspunkt an der Hautoberfläche des Patienten. Im interaktiven Tool können dann zwei
orthogonale Ebenen gefunden werden, in denen die imaginäre Verbildungslinie zwischen Eintrittsstelle und
Tumor liegt. Während des Einführens der Nadel werden beide Schichten abwechselnd dargestellt. Bei eine
Bildfrequenz von ca. 2 Hz ist eine Nadelbewegung und eine gegebenenfalls notwendige Richtungskorrektur
derselben ohne Probleme möglich. Es hat sich als günstig herausgestellt, dass der interventionell tätige Arzt mit
Hilfe eines Fußschalters zwischen den Ebenen wechseln und die Sequenzen starten und beenden kann.
Als Fluoroskopie-Sequenzen, welche eine Bildfrequenz von > 1 Hz verbunden mit einem ausreichenden
Tumorkontrast aufwiesen, wurden sowohl Turbo-Spin-Echo- als auch schnelle Gradientenecho-Sequenzen
verwendet. Für die Interventionen gut sichtbare Nadeln ohne zu große Artefakte und mit ausreichender Stabilität
waren aus Titan.
Die thermischen Verfahren, die direkt unter Bildgebung im MRT durchgeführt werden, können mit einer MRThermometrie kontrolliert werden [2]. Dazu wurden zwei verschiedene temperatursensitive Sequenzen
optimiert. Die T1-Methode konnte online verwendet werden, wobei während der Bildgebung einen Signalabfall
im erwärmten Gewebe sichtbar wurde. Mit der PRF-Methode konnte offline eine Temperaturkarte und einen
Temperaturverlauf erstellt werden. Beide MR-Thermometrie-Verfahren sind bisher in vitro erfolgreich getestet
worden. In vivo wird dies aufgrund von Patientenbewegungen insbesondere im Bereich des Abdomens deutlich
problematischer. Die RFA ist im MRT nicht gleichzeitig mit der Bildgebung zu verwenden, da der HF-Generator
ein Störsignal mit hohen Leistungen in den Oberwellen aussenden, so dass selbst das RFA-Gerät mit 460 kHz
die MR-Bildgebung bei 42 MHz stört bzw. unmöglich macht. Eine Thermometrie gelingt nur bei
intermittierender Verwendung von Bildgebung und RFA.
Das Positionieren der Katheter für die Brachytherapie hat sich aufgrund des guten Tumorkontrastes als MRgestütztes Tumorablationsverfahren etabliert und wird regelmäßig in unserer Klinik durchgeführt.
Diskussion
Der gute Patientenzugang bei einem offenen Hochfeld-MRT ermöglicht zusammen mit einer guten Bildqualität
bei 1.0 Tesla beste Bedingungen für Interventionen unter MR-Fluoroskopie. Nach Optimierung der schnellen
Interventions-Sequenzen und der interaktiven Bildführung können nicht nur Punktionen sondern auch
Tumortherapie erfolgreich unter MR-Bildgebung durchgeführt werden. Die Brachytherapie ist hierbei das
unkomplizierteste Verfahren. Bevor Laser- und RF-Ablationen in vivo durchgeführt werden, ist eine online-MRThermometrie notwendig, die mit Atemgating oder Navigator-Echo eine reproduzierbare Schicht über mehrere
Minuten thermometrisch verfolgen kann. Bisher kann die unter CT-Fluoroskopie sehr erfolgreich eingesetzte
RFA im MRT nur in vitro und nur mit Ausschalten des Generators während der Thermometriesequenz
verwendet werden, da die HF das MR-Bild ansonsten so sehr stört, dass keine MR-Thermometrie möglich ist.
Hier kann nur eine Tiefpassfilterung Abhilfe schaffen [3].
Literatur
[1] Interventionelle MRT; Z Med Phys 13; 2003
[2] Meister D, Hübner F, Mack M, Vogl TJ : MR-Thermometrie bei 1.5 Tesla zur thermischen Ablation mittels
laserinduzierter Tumortherapie, Fortschr Röntgenstr 2007 ; 179 :497-505
[3] Seror O, Lepetit-Coiffe M, Le Bail B, de Senneville BD, Trillaud H, Moonen C, Quesson B: Real time
monitoring of radiofrequency ablation based on MR thermometry and thermal dose in the pig liver in vivo ; Eur
Radiol 2007