Weiterentwicklung der hepatischen Mikrowellenablation - Verbesserung der Behandlungseffizienz von Lebertumoren durch patientenspezifische Planung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Kai Lehmann; Professor Dr. Stefan Niehues; Professor Dr. Tobias Preusser; Dr. Christian Rieder; Professorin Dr. Kristina Ringe
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 261433767

In Europa erkranken jährlich mehr als 3 Millionen Menschen an Krebs. Bei bis zu 50% dieser Patienten entwickelt sich eine Metastasierung in der Leber. Insbesondere für das kolorektale Karzinom konnte eine deutliche Prognoseverbesserung durch die Resektion von Lebermetastasen mit 5-Jahres-Überlebensraten von 40 - 60% gezeigt werden. Unter Berücksichtigung prognoserelevanter Faktoren kommen jedoch nur etwa 15 % der Patienten für eine chirurgische Resektion in Betracht. Nach Leberresektion muss zusätzlich in bis zu 70 % der Patienten mit einem Rezidiv in der Restleber gerechnet werden. Hieraus ergibt sich für die Mehrzahl der Patienten mit Lebermetastasen der Bedarf einer alternativen, effizienten, parenchymsparenden und wiederholbaren Behandlungsstrategie. Ein bisheriges Konzept, die Radiofrequenzablation (RFA), konnte sich als solche Behandlungsoption bei Lebermetastasen klinisch etablieren, wenngleich Limitationen abhängig von Größe und Lage den Einsatz eingeschränkt haben. Aufgrund einiger Vorteile wurde zuletzt der Mikrowellenablation (MWA) erhöhte Aufmerksamkeit zuteil: (1) Bedeutend kürzere Behandlungszeiten, (2) antizipierte größere Ablationszonen (3) potentiell geringerer Kühleffekt durch die Leber- und Gefäßperfusion und (4) Neutralelektroden werden nicht benötigt.In der klinischen Routine wird die Planung von Tumorablationen unter Verwendung von Bilddaten bisher ohne Softwareunterstützung durchgeführt. Hieraus folgt, dass der therapeutische Erfolg sehr stark von der Expertise des Mediziners und der Komplexität des einzelnen Falls abhängt. Die Zielsetzung unseres Projektes ist durch die Hypothese getrieben, dass die Simulation des patienten-individuellen Ergebnisses der MWA in einer Planungs- und Behandlungssoftware die Effektivität und Sicherheit erhöhen kann und damit eine hohe klinische Bedeutung hat. In der ersten Projektphase haben wir eine initiale Version der Planungssoftware entwickelt, die auf einer numerischen Simulation basiert, die individuelle Patientenanatomien miteinbezieht und ex vivo und in vivo evaluiert wurde. Das Ziel dieses Antrags ist es, die nächsten Schritte zur Evaluation der obenstehenden Hypothese zu gehen. Insbesondere wollen wir zeigen, dass: (1) Gewebeschrumpfung hat einen großen Einfluss auf die Behandlung und Auswertung von MWA Verfahren, (2) im Gegensatz zu Erkenntnissen aus der Literatur kann vaskuläre und kapillare Perfusion einen großen Einfluss auf das Ergebnis der MWA haben, abhängig von der verwendeten Hardware, (3) Bildnachverarbeitung von speziellen CT-Datensätzen (perfusion/DEM) kann die Überwachung der MWA Verfahren verbessern und (4) eine erweiterte patienten-individuelle numerische Simulation, die Gewebeschrumpfung, Perfusion und Wärmesenken-Effekte berücksichtig, führt zu einer verbesserten Planung von MWA Verfahren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen