Untersuchung von Applikationsalgorithmen eines hybriden Kryo-Radiofrequenzablations-Systems hinsichtlich der Optimierung des Ablationsergebnisses

Abstract

Während die Radiofrequenzablation bereits eine vielversprechende Behandlungsoption für Tumoren bis zu einem Durchmesser von 3 cm darstellt, ist eine Behandlung von größeren Tumoren aufgrund limitierter Koagulationsvolumina nur begrenzt möglich. Zu hohe Temperaturen in unmittelbarer Umgebung der Applikationssonde führen zur Austrocknung und Karbonisation des Gewebes und somit zur Verminderung der Leitfähigkeit. Der resultierende Anstieg des Gewebewiderstands führt zum Abbruch der Applikation. Perfundierte Elektroden, deren interne Kühlung die Leitfähigkeit des Gewebes durch Verzögerung der Austrocknung und Karbonisation über eine längere Applikationsdauer aufrechterhält, ermöglichen eine höhere Energiezufuhr. Als Kühlmittel werden Flüssigkeit und Gas eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wird ein gasgekühltes System verwendet, zudem erfolgt der Vergleich zu einem flüssigkeitsgekühlten System bezüglich ihrer Effizienz. Ziel der Arbeit ist die Effizienzsteigerung einer monopolaren, gasgekühlten Radiofrequenzablationssonde in Bezug auf Kurzachsendurch- messer, Koagulationsvolumina und Form der Koagulationszone durch Energieapplikation im kontinuierlichen, gepulsten (festes Puls-Pausen- Verhältnis mit reduzierter Energiezufuhr in der „gefüllten“ Pause) und impedanzgesteuerten (feste Pausenzeiten mit kompletter Abschaltung der Energiezufuhr bei Impedanzanstieg in der „leeren“ Pause) Algorithmus. Unter ex vivo Bedingungen werden bei einer definierten maximalen Applikationszeit die optimalen Parametereinstellungen der drei Applikationsalgorithmen evaluiert. Zusätzlich erfolgt der direkte Vergleich der optimalen Parametereinstellungen des impedanzgesteuerten und kontinuierlichen Algorithmus sowie impedanzgesteuerten und gepulsten Algorithmus. Der Vergleich zum gepulsten Algorithmus ergibt eindeutige Vorteile des impedanzgesteuerten Algorithmus. Sowohl Kurzachsendurchmesser als auch das erreichte Koagulationsvolumen sind signifikant größer, zudem bildet sich die Zone kugelförmiger aus. Dies wird durch einen signifikant größeren Sphärizitätsindex belegt. Gegenüber dem kontinuierlichen Algorithmus besteht bei Verwendung des impedanzgesteuerten Algorithmus für Applikationszeiten von 5 und 10 Minuten ein tendenzieller, jedoch kein signifikanter Vorteil in Bezug auf die Kurzachsendurchmesser bzw. das Koagulationsvolumen. Erst ab einer Applikationszeit von 15 min werden mittels impedanzgesteuerten Algorithmus signifikant größere Kurzachsendurchmesser, sowie Koagulationsvolumina erzielt. Bezüglich des Sphärizitätsindexes besteht für keinen der Algorithmen ein Vorteil. Da der impedanzgesteuerte Algorithmus bei den Vergleichsversuchen das optimale Vorgehen darstellt, erfolgt der Vergleich des gasgekühlten RF- Systems zum aktuellen Standard auf dem Markt, dem flüssigkeitsgekühlten RF- System, in diesem Applikationsalgorithmus. Bereits bei einer Applikationszeit von 5 Minuten besteht ein signifikanter Vorteil des gasgekühlten Systems bezüglich des Kurzachsendurchmessers und Koagulationsvolumens. Mit zunehmender Applikationszeit wird dieser Vorteil immer deutlicher. Bezüglich des Sphärizitätsindexes besteht kein Vorteil eines der beiden Systeme. Das intern gasgekühlte RF-System im impedanzgesteuerten Applikationsalgorithmus stellt in dieser Studie das effektivste Verfahren dar. Sowohl im Vergleich zum kontinuierlichen sowie gepulsten Algorithmus als auch zum flüssigkeitsgekühlten System kann eine Effizienzsteigerung bezüglich der Größe und des Volumens der Koagulationszone erzielt werden. Bezüglich des Sphärizitätsindexes besteht lediglich gegenüber dem gepulsten Algorithmus ein Vorteil, jedoch zeigt sich im Vergleich zum flüssigkeitsgekühlten System eine tendenzielle Optimierung der Form der Koagulationszone. Es bedarf weiterer Studien zur Optimierung sowie Evaluierung des Systems unter in vivo Bedingungen, jedoch zeigen die Ergebnisse dieser ex vivo Studie einen vielversprechenden Ansatz.