Fortbildung aus CHAZ 11+12-2019
Milka Marinova, Jana Henseler, Holger Strunk
Hoch-intensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) zur Tumorablation
Der hoch-intensive fokussierte Ultraschall (high intensity focused ultrasound, HIFU) ist ein innovatives Ablationsverfahren, mit dem eine gezielte Ablation von sonographisch erreichbaren soliden Tumoren möglich ist. Wenn auch seit langem theoretisch bekannt, so erlangt der HIFU als Therapieverfahren erst in den letzten Jahren zunehmendes Interesse. Beim HIFU werden im Vergleich zum diagnostischen Ultraschall wesentlich höhere Energien erzeugt. Diese ermöglichen durch die Fokussierung auf ein wenige Millimeter messendes Gebiet innerhalb des menschlichen Körpers eine thermische Ablation der Zielregion. Die Indikationen erstrecken sich dabei über maligne und benigne Tumorentitäten. Der HIFU konnte sich vor allem bei der Therapie von Pankreaskarzinomen, Lebertumoren, Uterusmyomen sowie der Adenomyose des Uterus bewähren, wird aber auch bei peripheren Knochen- und Weichteiltumoren, Schilddrüsen- und Mammatumoren eingesetzt [1]. Nach derzeitigem Kenntnisstand ist der HIFU bei diesen Indikationen ein nicht-invasives und nebenwirkungsarmes Verfahren [2, 3].
Im Folgenden soll zuerst kurz auf die HIFU-Methodik, anschließend auf die den Chirurgen am häufigsten betreffenden Indikationen – die Behandlung von Pankreas- und von Lebertumoren – eingegangen werden.
Durch die Bündelung der Ultraschallwellen entstehen im Fokus Temperaturen >80 °C, die zu einer Koagulationsnekrose führen
Beim hoch-intensiven fokussierten Ultraschall werden durch spezielle Wandler die Ultraschallwellen im zu therapierenden Gebiet gebündelt; der Frequenzbereich liegt zwischen 0,8–3,5 MHz und somit nicht weit von den vom diagnostischen Ultraschall genutzten Frequenzen (1 bis 20 MHz) [1]. Durch die Bündelung entstehen im Fokus Temperaturen >80 °C, die zu einer Koagulationsnekrose in diesem Gebiet führen [1, 4]. Die Destruktion der Tumoren wird durch weitere nicht-thermische – mechanische oder immunologische – Effekte unterstützt. So kommt es während der Therapie zu einer Ausbildung von Mikrobläschen im Gewebe, auch Kavitation genannt, die durch Oszillation oder Implosion zu einer Zerstörung von Zellmembranen führt. Auch die nicht lineare Ausbreitung der Schallwellen führt durch die entstehenden Scherkräfte zu einer mechanischen Zellschädigung [1, 5]. Verschiedene Studien geben Anlass zur Vermutung, dass eine Aktivierung des Immunsystems durch die HIFU-Therapie zu einer weiteren Verkleinerung des Tumors im zeitlichen Verlauf führt, dennoch bedarf es weiterer Untersuchungen der immunologischen Mechanismen, um diesen Effekt zu bestätigen [6, 7].
Eine vollständige Tumorablation wird durch die Aneinanderreihung von multiplen Fokuszonen in benachbarten Schichten erreicht. Die Fokuszone hat eine Breite von zirka 1 bis 3 Millimeter und eine Länge von etwa 8 bis 15 Millimeter und die Form einer Zigarre. Zunächst werden durch eine Verschiebung des Fokus einzelne Reihen gebildet, später Flächen und zum Schluss wird das gewünschte Ablationsvolumen, also der Tumor als Volumeneinheit, behandelt (W Abb. 1). Die Einhaltung eines Sicherheitsabstandes von etwa ein bis zwei Zentimeter zu angrenzenden Risikostrukturen wie Magen- und Darmanteilen, vom Tumor ummauerten Gefäßen oder einliegenden Stents zur Galleableitung kann erforderlich sein, um die Verletzungsgefahr dieser Strukturen zu reduzieren [1].
Zur Therapie von Pankreas- und Lebertumoren kommen in der Praxis derzeit vor allem ultraschallgesteuerte Geräte in Betracht
In Abhängigkeit von der Zielführung wird zwischen Magnetresonanztomografie(MRT)- und Ultraschall(US)-gesteuerten Geräten unterschieden. Die Ultraschall-Steuerung ermöglicht eine Echtzeit-Bildgebung mittels Ultraschall während der therapeutischen Anwendung, während bei den MRT-gesteuerten Geräten die Temperaturmessung anhand spezieller Sequenzen im Zielgebiet zum Monitoring genutzt wird. Zur Therapie von Pankreas- und Lebertumoren kommen in der Praxis derzeit vor allem ultraschallgesteuerte Geräte in Betracht, mit denen eine atmungsabhängige Verschiebung des zu therapierenden Gewebes durch die US-Echtzeit-Bildgebung besser erkannt und ausgeglichen/kompensiert werden kann, so dass sich der Artikel hierauf beschränkt [8].
Während des Eingriffs befindet sich der Patient in Bauch- oder Seitenlage auf dem Behandlungstisch. Dieser hat eine Aussparung, unter der sich ein mit entgastem Wasser gefülltes Becken – das sogenannte Wasserbassin – befindet. Der Patient wird nun so positioniert, dass er mit dem Oberbauch in dieser Aussparung liegt und ein direkter Kontakt der Haut mit dem Wasser besteht. In diesem Wasserbecken befindet sich sowohl der zur Diagnostik und Zielführung dienende Konvex-Schallkopf, als auch der zur Therapie genutzte keramische Parabol-Wandler (W Abb. 2).
Abbildung 2_Das HIFU-Gerät. Der Patient liegt in Bauchlage mit direktem Hautkontakt zu dem Wasser im unterhalb des Behandlungstisches befindlichen Becken. Das Bassin enthält den diagnostischen Ultraschallkopf sowie den therapeutischen Transducer und ist mit gasfreiem und gekühltem Wasser gefüllt.