Erste Erfahrungen mit der kontrastmittelverstärkten Sonographie mit Optison® bei der perkutanen Thermoablation von Lebertumoren

Zusammenfassung

Ziel: Zu überprüfen, ob durch die kontrastmittelverstärkte Sonographie mit Optison® die Vaskularisation von malignen Lebertumoren klarer erfasst werden kann und ob während der Thermoablation die nekrotisierenden Defekte nachgewiesen werden können. Material und Methoden: Bei 22 Patienten mit nicht resektablen malignen Lebertumoren (9 Fälle mit HCC, 13 Fälle mit Metastasen) mit insgesamt 34 Läsionen wurde eine perkutane Thermoablation mit einer perfundierten Sonde (Elektrotom® HiTT® 106, Berchtold) durchgeführt. Die Tumorgröße betrug zwischen 2 - 8 cm, im Mittel 3,6 cm. Während einer intermittierenden Energiezufuhr erfolgten die Kontrollen während der Thermoablation mit der Multislice-CT (Volume-Zoom®, Siemens) und durch Ultraschall mithilfe eines Multifrequenzschallkopfes (3 - 7 MHz, Logiq 700®, GE). Als Ultraschallkontrastmittel wurden 0,5 - 1 ml Optison® als Bolusinjektion verwandt. Nach Bedarf erfolgten im Abstand von ca. 30 min weitere Injektionen. Der mechanische Index (MI) wurde auf 0,2 - 0,3 reguliert. Die Ultraschallkontrolle erfolgte intermittierend während der gesamten Intervention durch Power Mode, Contrast-Harmonic-Imaging (CHI) und Coded-Harmonic-Angio (CHA), einem Subtraktionsverfahren von harmonischen Frequenzen. Ergebnisse: Lediglich 21/34 Läsionen zeigten im konventionellen B-Bild mit Power Mode intratumorale Gefäße. Die Tumorvaskularisation beim HCC war in der früharteriellen Phase nur nach KM-Gabe im CHA-Modus nachweisbar. Eine zunehmende Minderperfusion der Tumoren während der Thermoablation ließ sich am besten im CHI-Modus mit Power Mode erfassen. Durch die Wahl eines niedrigen MI konnte bis zu 30 min nach einer Kontrastmittel-Bolusinjektion im CHI-Modus ein verbesserter Kontrast von Resttumor zum umgebenden Lebergewebe erreicht werden. Nach einer echogenen Zone zu Beginn waren unter weiterer Energiezufuhr um die zentralen, nicht mehr perfundierten Areale echoreiche Ränder erkennbar. Metallartefakte der Sonde und die Limitation der Kontrastmittelmenge erschwerten Kontrollen durch die Spiral-CT. In 28/34 Fällen ließ sich sonographisch nach applizierter Energie von maximal 100 000 Ws keine Tumorperfusion mehr nachweisen. Die Kontrollen mit der Spiral-CT wiesen in diesen Fällen eine vollständige Nekrose aus. Schlussfolgerung: Mithilfe der kontrastmittelverstärkten Sonographie erscheint es möglich, die sich während der Tumorablation ausbildenden und zu Nekrosen führenden Defekte kontinuierlich nachzuweisen. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, einer gezielteren Behandlung und eine größere Sicherheit, den ganzen Tumor erfasst zu haben.

Abstract

Purpose: To detect vascularization of liver tumors by ultrasound enhanced with Optison® and to determine whether increasing necrosis during a percutaneous thermal ablation can be visualized by this method. Materials and Methods: Twenty-two patients with non-resectable malignant liver tumors (9 patients with HCC, 13 patients with metastases) and a total number of 34 lesions underwent percutaneous radiofrequency thermoablation using a needle applicator perfused with a 0.9 % NaCl solution (Electrotome® HiTT® 106, Berchtold). The tumor size ranged from 2 to 8 cm with an average size of 3.6 cm. While intermittent energy was supplied during thermoablation, multi-slice CT (Volume-Zoom, Siemens) and ultrasound were obtained. Ultrasound was performed with a multi-frequency transducer (3 - 7 MHz, LOGIQ 700, GE) and 0.5 to 1 ml of Optison® as contrast agent. If necessary, the injection of the contrast agent was repeated after about 30 min. The mechanical index (MI) was set low (0.2 - 0.3) to prevent bubble destruction. Ultrasound power Doppler (PD), contrast harmonic imaging (CHI) and coded harmonic angiography (CHA) as subtraction mode of harmonic imaging were applied intermittently. Results: Only 21 of the 34 lesions showed increased intratumoral perfusion when the conventional B-Mode with PD was used. Similar to spiral CT, the tumor vascularization in the early arterial phase was only reliably visible with CHA after application of contrast agent. CHI with PD was best to detect increasing hypoperfusion of the tumors. When the energy supply was continued, hyperechoic border zones became visible around the central hypoechoic defects. The contrast between remaining tumor and surrounding liver tissue improved in CHI for up to 30 min after the bolus injection of contrast medium, considerably facilitating the evaluation of perfusion. Metal artifacts and the limited amount of contrast agent that can be safely administered interfered with monitoring the thermal ablation with spiral-CT. After an administered energy of maximal 100.000 watts, no more tumor vascularization was seen in 28 of 34 cases. Follow-up spiral-CT showed a complete necrosis in these cases. Conclusion: Evaluating perfusion with contrast-enhanced ultrasound may be helpful in monitoring the evolving necrosis during thermoablation of liver tumors. The more reliable assessment of the tumor necrosis enables a more targeted therapy.

Key words

Radiofrequency thermal ablation - malignant liver tumor - ultrasound contrast agent - contrast harmonic imaging - coded harmonic angiography

Literatur

• 1 Tacke J. Perkutane Radiofrequenzablation - klinische Indikationen und Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 156-168
• 2 Hänsler J, Witte A, Strobel D, Wein A, Bernatik T, Pavel M, Müller W, Hahn E G, Becker D. Hochfrequenzthermotherapie mit perfundierten Nadelapplikatoren bei der Behandlung primärer und sekundärer Lebertumoren.  Ultraschall in Med. 2003;  24 27-33
• 3 Vogl T J, Eichler K, Zangos S, Mack M, Hammerstingl R. Das hepatozelluläre Karzinom. Rolle der Bildgebung zur Detektion, Therapieplanung und Therapiekontrolle.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1358-1368
• 4 Pichler L, Anzböck W, Pärtan G, Hrubry W. Radiofrequenz-Thermoablation maligner Raumforderungen der Leber.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1369-1374
• 5 Mahnken A N, Tacke J, Bücker A, Günther R W. Perkutane Radiofrequenzablation maligner Leberläsionen. Erste Erfahrungen mit einem 200-W-Generator.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 216-223
• 6 Helmberger T, Holzknecht N, Schöpf U, Kulinna C, Rau H, Stäbler A, Reiser M. Radiofrequenzablation von Lebermetastasen.  Radiologe. 2001;  41 69-76
• 7 Hänsler J, Neureiter D, Strobel D, Müller W, Mutter D, Bernatik T, Hahn E G. Cellular and vascular reactions in the liver to radio-frequency thermoablation with wet needle applicators.  Eur Surg Res. 2002;  34 357-363
• 8 Dodd G D, Frank M S, Aribandi M, Chopra S, Chintapalli K N. Radiofrequency thermal ablation: computer analysis of the size of the thermal injury created by overlapping ablations.  Am J Roentgenol. 2001;  177 777-782
• 9 Livraghi T, Goldberg S N, Meloni F, Ierace T, Solbiati L, Gazelle G S. Hepatocellular carcinoma: radio-frequency ablation of medium and large lesions.  Radiology. 2000;  214 761-768
• 10 Rossi S, Garbagnati F, Lencioni R, Allgaier H P, Marchianò A, Fornari F, Quaretti P, Tolla G Di, Ambrosi C, Mazzaferro M, Blum H E, Bartolozzi C. Percutaneous radio-frequency thermal ablation of nonresectable hepatocellular carcinoma after occlusion of tumor blood supply.  Radiology. 2000;  217 119-126
• 11 Goldberg S N, Stein M C, Gazelle G S, Sheiman R G, Kruskal J B, Clouse M E. Percoutaneous radiofrequency tissue ablation: optimization of pulsed-radiofrequency technique to increase coagulation necrosis.  JVIR. 1999;  10 907-916
• 12 Goldberg S N, Solbiati L, Hahn P F, Cosman E, Conrad J E, Fogle R, Gazelle G S. Large-volume tissue ablation with radio frequency by using a clustered, internally cooled electrode technique: laboratory and clinical experience in liver metastases.  Radiology. 1998;  209 371-379
• 13 Rossi S, Buscarini E, Garbagnati F, Di Stasi M, Quaretti P, Rago M, Zangrandi A, Andreola S, Silverman D, Buscarini L. Percutaneous treatment of small hepatic tumors by an expandable RF needle electrode.  Am J Roentgenol. 1998;  170 1015-1022
• 14 Livraghi T, Goldberg S N, Monti F, Bizzini A, Lazzaroni S, Meloni F, Pellicano S, Solbiati L, Gazelle G S. Saline-enhanced radio-frequency tissue ablation in treatment of liver metastases.  Radiology. 1997;  202 205
• 15 Murakami T, Kim T, Takamura M, Hori M, Takahashi S, Federle M P, Tsuda K, Osuga K, Kawata S, Nakamura H, Kudo M. Hypervascular hepatocellular carcinoma: detection with double arterial phase Multi-Detector Row Helical CT.  Radiology. 2001;  218 763-767
• 16 Beissert M, Jenett M, Kerberle M, Kessler C, Klein D, Beer M, Hahn D. Vergleich von Contrast Harmonic Imaging im B-Mode mit stimulierter akustischer Emission, konventionellen B-Mode US und Spiral-CT in der Detektion fokaler Leberläsionen.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 361-366
• 17 Rickes S, Cran K, Schulze S, Wermke W. Evaluierung doppler-sonographischer Kriterien zur Differenzialdiagnostik von hepatozellulären Karzinomen und Regeneratknoten bei Leberzirrhose.  Ultraschall in Med. 2002;  23 83-90
• 18 Shapiro R S, Wagreich J, Parsons P B, Stancato-Pasik A, Yeh H C, Lao R. Tissue Harmonic Imaging sonography: evaluation of image quality compared with conventional sonography.  Am J Roentgenol. 1998;  171 1203-1206
• 19 Boehm T, Malich A, Goldberg S N, Hauff B, Reinhardt M, Reichenbach J R, Müller W, Fleck M, Seifert B, Kaiser W A. Radio-frequency ablation of VX2 rabbit tumors: assessment of completeness of treatment by using contrast-enhanced Harmonic Power Doppler US.  Radiology. 2002;  225 815-821
• 20 Albrecht T, Hoffmann C W, Wolf K J. Sonographie von Lebermetastasen mit leberspezifischem Kontrastmittel.  Radiologe. 2001;  41 8-15
• 21 Blomley M JK, Sidhu P S, Cosgrove D O, Albrecht T, Harvey C J, Heckemann R A, Butler-Barnes J, Eckersley R J, Basilico R. Do different types of liver lesions differ in their uptake of the microbubble contrast agent SH U 508 A in the late liver phase? Early experience.  Radiology. 2001;  220 661-667
• 22 Cioni D, Lencioni R, Rossi S, Garbagnati F, Donati F, Crocetti L, Bartolozzi C. Radiofrequency thermal ablation of hepatocellular carcinoma. Using contrast-enhanced harmonic power Doppler sonography to assess treatment outcome.  Am J Roentgenol. 2001;  177 783-788
• 23 Ding H, Kudo M, Onda H, Suetomi Y, Miniami Y, Maekawa K. Hepatocellular carcinoma. Depiction of tumor parenchymal flow with intermittent Harmonic Power Doppler US during the early arterial phase in Dual-Display Mode.  Radiology. 2001;  220 349-356
• 24 Liu J-B, Goldberg B B, Merton D A, Rawool N M, Needleman L, Forsberg F. The role of contrast-enhanced sonography for radio-frequency ablation of liver tumors.  J Ultrasound Med. 2001;  20 517-523
• 25 Tanaka S, Ioka T, Oshikawa O, Hamada Y, Yoshioka F. Dynamic sonography of hepatic tumors.  Am J Roentgenol. 2001;  177 799-805
• 26 Choi B I, Kim T K, Han J K, Kim A Y, Seong C K, Park S J. Vascularity of hepatocellular carcinoma: assessment with contrast-enhanced second harmonic versus conventional power Doppler US.  Radiology. 2000;  214 381-386
• 27 Kratzer W, Kächele V, Merkle E, Mason R A, Büchner M, Tirpitz C von, Pfeiffer M. Kontrastverstärkte Power-Doppler-Sonographie: Vergleich verschiedener Applikationsformen des Ultraschallkontrastverstärkers Levovist®.  Fortschr Röntgenstr. 2000;  172 443-448
• 28 Wilson S R, Burns P N, Muraldali D, Wilson J A, Lai X. Harmonic hepatic US with microbubble contrast agent: initial experience showing improved characterization of hemangioma, hepatocellular carcinoma, and metastasis.  Radiology. 2000;  215 153-161
• 29 Solbiati L, Goldberg S, Ierace T, Dellance M, Livraghi T, Gazelle G S. Radiofrequency ablation of hepatic metastases: postprocedural assessment with a US microbubble contrast agent - early experience.  Radiology. 1999;  211 643-649
• 30 Kim A Y, Choi B I, Kim T K, Han J K, Yun E J, Lee K Y, Han M C. Hepatocellular carcinoma: power Doppler US with a contrast agent - preliminary results.  Radiology. 1998;  209 135-140
• 31 Hosten N, Steger W, Bechstein W O, Zendler W J, Venz S, Lemke A J, Weber S, Vogl T J, Felix R. Vaskularisationsmuster in fokalen Leberläsionen: Vergleich der nativen und signalverstärkten amplitudenmodulierten Farbduplexsonographie.  Fortschr Röntgenstr. 1997;  166 (6) 507-513
• 32 Jung E M, Clevert D A, Lutz R, Kett H, Rupp N. Tissue Harmonic Imaging (THI) zur präoperativen sonographischen Markierung von Mammaherden.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1121-1125
• 33 Schröder R J, Bostanjoglo M, Hidajat N, Rademaker J, Röttgen R, Maurer J, Felix R. Vaskularisationsanalyse bei Mammatumoren. Vergleich von Hochfrequenzsonographie und Kontrast-Colour-Harmonic Imaging.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1132-1141
• 34 Jung E M, Kubale R, Clevert D-A, Lutz R, Rupp N. B-flow und kontrastmittelverstärkter Power Mode mit Optison® - Präoperative Diagnostik der hochgradigen Stenose der A. carotis interna.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 62-69
• 35 Hänsler J, Becker D, Müller W, Neureiter D, Hahn E G. Ultraschallgesteuerte interstitielle Hochfrequenz-Thermotherapie (HITT) - In vitro-Untersuchungen an der Rinderleber.  Ultraschall in Med. 1998;  19 59-63