Ex-Vivo Charakterisierung eines Hybridsystems aus Kryoapplikator und intern gasgekühlter bipolarer Radiofrequenz-Sonde

Abstract

Ziel: Bei der Therapie von Lebertumoren stehen die minimalinvasiven Therapieformen zunehmend im Vordergrund. Zu den am häufigsten verwendeten lokalablativen Verfahren zählt die Radiofrequenzablation (RFA). Die gängigen RFA-Systeme sind monopolar, bipolar oder multipolar und unterscheiden sich weiter in den Kühlsystemen. Diese sind offen oder geschlossen flüssigkeitsperfundiert und sollen eine Vergrößerung der Kurzachse der Ablationszone erzielen. Anhand von ex vivo Rinderleberversuchen sollte ein Hybridsystems aus Kryoapplikator und intern gasgekühlter bipolarer Radiofrequenz-Sonde insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung der Kurzachse charakterisiert werden.

Material und Methode: Während der Rinderleberversuche werden verschiedene Kombinationen aus Leistung, Gasdruck und Ablationszeit evaluiert. Die Ablationszeit betrug zwischen 5min, 10min, 15min und 20 min. Der Gasdruck variierte zwischen 500psi, 525psi, 550psi, 575psi und 600psi. Die Leistung wurde im Bereich 20 bis 50 Watt verändert. Die entstandenen Ablationszonen wurden vermessen, diese Werte wurden als Kurz-und Langachse festgehalten. Aus dem Quotient der Langachse durch die Kurzachse ergibt sich der shape factor [ sf= (a)/(b) (a)= Langachse (b)= Kurzachse], der über die Gestalt der Ablation Auskunft gibt. Ist der shape factor=1, ist die Ablationszone sphärisch.

Ergebnisse: Eine Ablationszeit von 15 min zeigt anhand der Parameterkombination ideale Ergebnisse bei gleichzeitig klinisch für den Patienten gut vertretbarer Behandlungszeit. Eine homogene Ablationszone mit einer maximalen Kurzachsenlänge von 44-38 mm wird bei der Kombination 600 psi und 46-50 Watt sowie 550 psi und 42-44 Watt erreicht. Der Shape factor factor betrug bei diesen Einstellungen 1,3.

Schlussfolgerungen:

(1) Ex vivo Koagulationen mit Kombination RF-Technik und Kryo-Kühlung sind möglich. (2) Die Gaskühlung führt zu einer verlängerten Applikationszeit und zu höherem Energieeintrag und damit zu größeren Ablationszonen. (3) Die Wahl der richtigen Parameter ist bei diesem System entscheidend (Gefahr der Überkühlung versus Karbonisation auf der anderen Seite).

Purpose: In the treatment of liver tumors minimally invasive therapies increasingly to the fore. The most commonly used methods include radiofrequency ablation (RFA). The current RF ablation systems are monopolar, bipolar or multipolar, and also differ in the cooling systems. These are open or closed fluid perfused to achieve an increase in the length of the short axis of the ablation zone. On the basis of ex vivo bovine liver experiments, a hybrid system of internally CO2-cooled bipolar cryo RF applicator is characterized, particularly with regard to the results for the short axis.

Materials and Methods: During the bovine liver various combinations of power, gas pressure and ablation time are evaluated. The ablation time was between 5min, 10min, 15min and 20min. The gas pressure varied between 500psi, 525psi, 550psi, 575psi and 600psi. The power was changed in the range of 20 to 50 watts. The resulting ablation zones were measured; these values were recorded as long and short axis. The shape factor is the result of the ratio of long axis and short axis [= sf (a) / (b); (a) = long axis (b) = short axis], which gives information about the shape of the ablation. If the shape factor = 1, the ablation zone is spherical.

Results: Out of the combinations above, the ablation time of 15 minutes shows the best results, while at the same time also being a clinically acceptable treatment time. A homogeneous ablation zone with a maximum short-axis length of 44-38 mm is achieved with the combination 600 psi and 46-50 watts or 550 psi and 42-44 watts. The shape factor was 1.3 in these settings.

Conclusions:

(1) Ex vivo coagulation combined with RF technology and cryogenic cooling are possible. (2) The gas cooling leads to a prolonged application time and a higher energy input and thus to larger ablation zones. (3) Choosing the right parameters is crucial in this system (risk of over-cooling versus carbonization on the other side).