Kernspingesteuerte Therapie mit fokussiertem Ultraschall Nichtinvasive Chirurgie des Mammakarzinoms?

Zusammenfassung

Die magnetresonanzgesteuerte fokussierte Ultraschallchirurgie (MRgFUS: Magnet Resonance guided Focused Ultrasound Surgery) hat das Potenzial, eine relevante Therapiemodalität in der adjuvanten, neoadjuvanten oder auch palliativen onkologischen Situation zu werden. Mögliche klinische Ziele sind ultraschallzugängliche Weichteiltumoren. Wegen ihrer exponierten und wenig atemverschieblichen Lage zählen hierzu insbesondere Tumoren der Mamma.

Fokussierter Ultraschall ist physikalisch gesehen das einzige Verfahren, mit dem echte nichtinvasive Chirurgie unter gleichzeitigem kernspintomographischen Temperaturmonitoring realisiert werden kann. Nach einer Einstrahlzeit von wenigen Sekunden entsteht im Schallfokus lokal eine so hohe Temperatur (60–85°C), dass das Tumorgewebe umgehend nekrotisiert werden kann.

In der vorliegenden Arbeit stellen wir die in Heidelberg erfolgte Entwicklung und den Aufbau einer klinisch an einem 1,5-T-Ganzkörper-MR-Tomographen einsetzbare Ultraschalltherapieeinheit sowie deren Transfer vom physikalischen Experiment bis zum klinischen Einsatz dar. Wir zeigen damit durchgeführte Experimente an verschieden Phantomen und Ex-vivo-Geweben und demonstrieren In-vivo-Experimente an der Mamma von Schafen als Modell für die menschliche Mamma. Ausgehend von den erfolgreichen Tierstudien berichten wir über die Therapie an der humanen Mamma bis hin zum ersten erfolgreichen Einsatz der MRgFUS beim Mammakarzinom am Menschen in Heidelberg. Über die klinische Rolle dieses neuen, nichtinvasiven, interventionellen radiologischen Therapieverfahrens müssen nun klinische Studien entscheiden.

Abstract

Magnetic resonance guided focused ultrasound surgery (MRgFUS) has the potential to become an important therapy modality in the adjuvant, neoadjuvant or palliative cancer treatment. All ultrasound accessible regions are possible target areas, especially breast tumors.

Ultrasound propagation is well predictable. The ultrasound energy can be focused to a defined spot through the intact skin, and temperatures of 60°C to 85°C can be induced locally for a few seconds that instantaneously necrose biological tissues, while sparing surrounding healthy tissue. In addition, MRI is sensitive to temperature allowing for online monitoring of the temperature focus.

In this work we demonstrate our Heidelberg experiments from basic research and animal studies towards the clinical realization of MRgFUS in breast cancer patients. The most important of these experiments involved sheep as an appropriate model for the human breast. A new therapy setup is designated to treat human breast patients in a clinical 1.5 T MRI scanner. While the therapies have been successful so far without any side effects, the future clinical role of noninvasive MRgFUS has to be defined by clinical studies.