Intern gekühlte bipolare Radiofrequenzablation: Ist eine niedrige Leistung effektiver?

Zusammenfassung

Ziel: Evaluation der bipolaren Radiofrequenz-(RF-)Ablation unter Verwendung intern gekühlter Elektroden in einem Ex-vivo-Experiment. Material und Methode: Bipolare RF-Ablationen (n = 154) wurden in Ex-vivo-Rinderlebern durchgeführt. Die beiden Elektroden mit einer Gesamtlänge der aktiven Spitze von 4 cm waren auf einem intern gekühlten Applikatorschaft lokalisiert. Die Leistung wurde systematisch zwischen 20 und 100 Watt (W) variiert. Die Energieabgabe erfolgte kontinuierlich oder leistungsmoduliert in Abhängigkeit vom Gewebewiderstand. In Abhängigkeit von der maximalen Leistung wurde das Koagulationsvolumen evaluiert. Ergebnisse: Das bei kontinuierlicher Energieabgabe induzierbare Koagulationsvolumen steigt mit einer abnehmenden Leistung auf bis zu 33,7 cm³ (20 Watt). Parallel zu einem Anstieg des Koagulationsvolumens ist die notwendige Ablationsdauer erhöht bis zu einem Maximum von 51,6 Minuten. Die Leistungsmodulation in Abhängigkeit vom Gewebewiderstand führte über einen breiten vorgewählten Leistungsbereich (40 - 75 Watt) zu vergleichbaren Koagulationszonen mit einer maximalen Größe von 14,9 cm³ (10 Min.), 16,8 cm³ (15 Min.) und 19,1 cm³ (20 Min.). Schlussfolgerungen: Bei kontinuierlicher Energieabgabe ergibt sich eine inverse Beziehung zwischen Koagulationsvolumen und Leistung. Die Leistungsmodulation in Abhängigkeit vom Gewebewiderstand ermöglicht die Applikation eines breiteren Leistungsbereiches im Vergleich zu einer kontinuierlichen Energieabgabe.

Abstract

Purpose: Evaluation of bipolar radiofrequency (RF) ablation using internally cooled electrodes in an ex-vivo experiment. Materials and Methods: Bipolar RF ablations (n = 154) were performed in ex-vivo bovine liver. Both electrodes with a total length of the active tip of 4 cm were located on the same shaft of an internally cooled applicator. The power output was systematically varied between 20 and 100 watts (W). The energy application was continuous or modulated depending on the tissue resistance. In relationship to the maximum power output, the volume of coagulation was assessed. Results: In continuous energy application the induced volume of coagulation was increased at lower power outputs up to 33.7 cm³ (20 watts). Parallel to an increased volume of coagulation, the required duration of energy application was increased up to a maximum of 51.6 minutes. Modulation of the power output as a function of the tissue resistance enabled application of a wide range of power outputs (40 - 75 watts) leading to a comparable extent of coagulation with a maximum of 14.9 cm³ (10 min.), 16.8 cm³ (15 min.), and 19.1 cm³ (20 min.). Conclusion: Continuous application of RF energy leads to an inverse relationship between volume of coagulation and power output. Modulation of the power output as a function of the tissue resistance enables application of a wider range of power outputs compared to continuous application of RF energy.

Key words

radiofrequency ablation - abdomen - ablation procedures - technology assessment - liver - bipolar

Literatur

• 1 McGahan J P, Dodd G D. Radiofrequency ablation of the liver: current status.  Am J Roentgenol. 2001;  176 3-16
• 2 Tacke J. Perkutane Radiofrequenzablation - klinische Indikationen und Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 156-168
• 3 Pichler L, Anzbock W, Partan G. et al . Radiofrequenz-Thermoablation maligner Raumforderungen der Leber.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 1369-1374
• 4 Clasen S, Pereira P L. Radiofrequenz-Ablation von Lungentumoren.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 852-861
• 5 Tacke J, Mahnken A H, Gunther R W. Perkutane Thermoablation von Nierentumoren.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  177 1631-1640
• 6 Livraghi T, Goldberg S N, Lazzaroni S. et al . Hepatocellular carcinoma: radio-frequency ablation of medium and large lesions.  Radiology. 2000;  214 761-768
• 7 Solbiati L, Livraghi T, Goldberg S N. et al . Percutaneous radio-frequency ablation of hepatic metastases from colorectal cancer: long-term results in 117 patients.  Radiology. 2001;  221 159-166
• 8 Maataoui A, Qian J, Mack M G. et al . Laserinduzierte interstitielle Thermotherapie (LITT) von Lebermetastasen unterschiedlicher Größe im Kleintiermodell.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 405-410
• 9 Pitton M B, Herber S, Raab P. et al . Radiofrequenzablation von Lebertumoren mittels 4 cm Schirmelektrode.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 1525-1531
• 10 Gaffke G, Gebauer B, Gnauck M. et al . Potenzial der MRT für die Radiofrequenzablation von Lebertumoren.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 77-83
• 11 Goldberg S N, Gazelle G S, Dawson S L. et al . Tissue ablation with radiofrequency using multiprobe arrays.  Acad Radiol. 1995;  2 670-674
• 12 Goldberg S N, Solbiati L, Hahn P F. et al . 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 Schmidt D, Trubenbach J, Brieger J. et al . Automated saline-enhanced radiofrequency thermal ablation: initial results in ex vivo bovine livers.  Am J Roentgenol. 2003;  180 163-165
• 14 Goldberg S N, Stein M C, Gazelle G S. et al . Percutaneous radiofrequency tissue ablation: optimization of pulsed-radiofrequency technique to increase coagulation necrosis.  J Vasc Interv Radiol. 1999;  10 907-916
• 15 Schmidt D, Trubenbach J, Konig C W. et al . Radiofrequenzablation ex-vivo: Vergleich der Effektivität von impedance control mode versus manual control mode unter Verwendung einer geschlossen perfundierten Cluster-Ablationssonde.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 967-972
• 16 Rossi S, Garbagnati F, Lencioni R. et al . Percutaneous radio-frequency thermal ablation of nonresectable hepatocellular carcinoma after occlusion of tumor blood supply.  Radiology. 2000;  217 119-126
• 17 Pereira P L, Trubenbach J, Schenk M. et al . Radiofrequency ablation: in vivo comparison of four commercially available devices in pig livers.  Radiology. 2004;  232 482-490
• 18 Pereira P L, Trubenbach J, Schmidt D. Radiofrequenzablation: Grundlagen, Techniken und Herausforderungen.  Fortschr Röntgenstr. 2003;  175 20-27
• 19 McGahan J P, Gu W Z, Brock J M. et al . Hepatic ablation using bipolar radiofrequency electrocautery.  Acad Radiol. 1996;  3 418-422
• 20 Burdio F, Guemes A, Burdio J M. et al . Bipolar saline-enhanced electrode for radiofrequency ablation: results of experimental study of in vivo porcine liver.  Radiology. 2003;  229 447-456
• 21 Lee J M, Han J K, Kim S H. et al . A comparative experimental study of the in-vitro efficiency of hypertonic saline-enhanced hepatic bipolar and monopolar radiofrequency ablation.  Korean J Radiol. 2003;  4 163-169
• 22 Burdio F, Navarro A, Sousa R. et al . Premature roll-off in radiofrequency ablation using bipolar saline-enhanced electrodes.  Eur Radiol. 2005;  15 1495-1496
• 23 Lobo S M, Afzal K S, Ahmed M. et al . Radiofrequency ablation: modeling the enhanced temperature response to adjuvant NaCl pretreatment.  Radiology. 2004;  230 175-182
• 24 Mahnken A H, Tacke J, Bucker A. et al . Perkutane Radiofrequenzablation maligner Leberläsionen: Erste Erfahrungen mit einem 200-W-Generator.  Fortschr Röntgenstr. 2002;  174 216-223
• 25 Goldberg S N, Charboneau J W, Dodd G D 3rd . et al . International Working Group on Image-Guided Tumor Ablation. Image-guided tumor ablation: proposal for standardization of terms and reporting criteria.  Radiology. 2003;  228 335-345
• 26 Lu D S, Raman S S, Vodopich D J. et al . Effect of vessel size on creation of hepatic radiofrequency lesions in pigs: assessment of the „heat sink” effect.  AJR Am J Roentgenol. 2002;  178 47-51
• 27 Haemmerich D, Staelin S T, Tungjitkusolmun S. et al . Hepatic bipolar radio-frequency ablation between separated multiprong electrodes.  IEEE Trans Biomed Eng. 2001;  48 1145-1152
• 28 Tacke J, Mahnken A, Roggan A. et al . Multipolare Radiofrequenzablation: erste klinische Ergebnisse.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 324-329
• 29 Vogl T J, Straub R, Lehnert T. et al . Perkutane Thermoablation von Lungenmetastasen - Erfahrungen mit dem Einsatz der LITT, der Radiofrequenzablation (RFA) und Literaturübersicht.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 1658-1666