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Dual-fase de haz cónico tomografía computarizada para ver, Reach, y tratar el carcinoma hepatocelular durante Drogas de elución Beads transarterial quimio-embolización

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DOI:

10.3791/50795

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2 de diciembre de 2013

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1Russell H. Morgan Department of Radiology and Radiological Science, Division of Vascular and Interventional Radiology, The Johns Hopkins Hospital, 2Clinical Informatics, Interventional, and Translational Solutions (CIITS), Philips Research North America, 3Center for Interventional Oncology, Interventional Radiology Section, National Institutes of Health, 4Interventional X-ray, Philips Healthcare

En este artículo

Resumen

La tomografía computarizada de haz cónico de doble fase (DP-CBCT) es una técnica de imagen intraprocedimiento útil para el tratamiento de quimioembolización transarterial con perlas liberadoras de fármacos del carcinoma hepatocelular. La DP-CBCT se ha utilizado para realizar tres pasos principales en radiología intervencionista oncológica: localización del tumor (see), navegación y guía del catéter intraprocedimiento (REACH) y evaluación del éxito del tratamiento (treat) durante el procedimiento.

Resumen

El advenimiento de la tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) en la sala de angiografía ha sido revolucionario en la radiología intervencionista. La CBCT ofrece imágenes diagnósticas en 3 dimensiones (3D) en la sala de intervención y puede mejorar la terapia mínimamente invasiva más allá de las limitaciones de la angiografía 2D sola. Se ha reconocido el papel de la CBCT en el tratamiento del carcinoma hepatocelular (CHC) con quimioembolización transarterial (TACE). La reciente introducción de una técnica de CBCT: la CBCT BIFÁSICA (DP-CBCT) mejora el tratamiento del CHC intraarterial con gránulos liberadores de fármacos (DEB-TACE). La DP-CBCT se puede utilizar para localizar tumores hepáticos con la precisión diagnóstica de la tomografía computarizada multifásica multidetector (M-MDCT) y la resonancia magnética con contraste (CE-MRI) (ver el tumor), para guiar la guía intraarterial y el microcatéter a la ubicación deseada para la terapia selectiva (llegar al tumor) y para evaluar el éxito del tratamiento durante el procedimiento (tratar el tumor). El propósito de este manuscrito es ilustrar cómo se usa DP-CBCT en DEB-TACE para ver, alcanzar y tratar el CHC.

Introducción

La guía por imagen es la columna vertebral de la radiología intervencionista. Dos capacidades relativamente recientes del equipo de angiografía por rayos X son la angiografía rotacional tridimensional (3D) y la tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) con arco en C. El CBCT ha permitido la adquisición de imágenes volumétricas 3D en la sala de angiografía con la llegada del arco en C, el detector de pantalla plana y el algoritmo de retroproyección de Feldkamp1,2. Estas nuevas capacidades de adquisición de imágenes han permitido a los clínicos realizar procedimientos que no eran factibles con la fluoroscopia tradicional o la angiografía por sustracción digital sola3-7. Las recientes mejoras en la calidad de imagen permiten la comparación de las imágenes CBCT con las de diagnósticopor imagen 8,9. Además, estas herramientas recientes pueden mejorar la precisión de una variedad cada vez mayor de intervenciones5,7.

La quimioembolización transarterial (TACE) es una opción terapéutica para el carcinoma hepatocelular (CHC) según el algoritmo de estadificación y tratamiento del cáncer de hígado de la Clínica Barcelona10. Las imágenes intraprocedimiento guían directamente este procedimiento de oncología intervencionista. La planificación de la intervención es un paso clave para optimizar los dispositivos necesarios para el procedimiento, la determinación de la mejor vista para llegar al tumor o tumores, lo que podría mejorar la administración de fármacos a los tumores objetivo y, en teoría, reducir las posibles complicaciones. Se han desarrollado herramientas para la adquisición de imágenes, la orientación intraprocedimiento y la evaluación de la respuesta terapéutica para su uso durante la TAC, con el fin de optimizar la TACE. El uso de CBCT BIFÁSICO (DP-CBCT), especialmente durante el TACE con perlas liberadoras de fármacos (DEB-TACE) proporciona más información que la fluoroscopia tradicional, el CBCT sin inyección de contraste o el CBCT monofásico mejorado11. De hecho, la DP-CBCT consiste en dos exploraciones CBCT de cinco segundos (fases arterial temprana y venosa tardía) realizadas intraprocedimiento durante una sola inyección intraarterial17,21-23. La DP-CBCT podría describirse como una herramienta esencial en el arsenal del oncólogo intervencionista para estandarizar el abordaje TACE en el día a día.

En primer lugar, las imágenes DP-CBCT son altamente sensibles y específicas para detectar HCC. Se compara favorablemente con el estándar de oro existente, la resonancia magnética con contraste (CE-MRI) y la tomografía computarizada multifásica multidetector (M-MDCT)8,9,12. La detección precisa y la segmentación del volumen tumoral se pueden obtener a partir de imágenes CBCT, a menudo la exploración de fase venosa diferida, a menos que se logre una mejor visualización en la fase arterial8,13,14. Segundo. DP-CBCT puede generar una hoja de ruta para el cateterismo hiperselectivo y la identificación y embolización de los vasos de alimentación. Datos recientes demuestran que la administración hiperselectiva de quimioterapia se asocia con menores complicaciones y mejores resultados 15-17. Por último, la DP-CBCT proporciona una evaluación predictiva intraprocedimiento de la respuesta al tumor hepático (CHC) después de la terapia intraarterial y puede aumentar o predecir el seguimiento de seis semanas de la CE-MRI18. Se ha demostrado que el uso de imágenes CBCT durante la TACE aumenta la supervivencia19.

El propósito de este manuscrito es describir el uso de CBCT para ejecutar los pasos de DEB-TACE: ver, alcanzar y tratar tumores hepáticos. La modificación del DEB-TACE en función de la información de DP-CBCT es un escenario clínico común.

Protocolo

1. Selección de pacientes

  1. Seleccione al paciente elegible para recibir perlas de evasión de fármacos cargadas con Adriamicina (DEB-TACE) con tumores hepáticos primarios como el CHC en una conferencia del equipo multidisciplinario de oncología gastrointestinal y con equipos primarios (es decir, oncología quirúrgica, radiología, radiología intervencionista, oncología médica).
  2. Coloque al paciente en posición supina en la mesa de angiografía y sedarlo.
  3. Premedicar al paciente para reducir los efectos sistémicos de la respuesta inflamatoria y las náuseas (difenhidramina intravenosa (IV), dexametasona IV y ondansetrón IV).
  4. Prepare la ingle derecha del paciente y cúbrala de la manera estéril habitual.

2. "Ver" el tumor

  1. Cateterismo de la arteria hepática común
    1. Acceda a la arteria femoral común derecha con una aguja de micropunción utilizando la técnica de Seldinger, inserte una vaina y conéctela a la solución salina.
    2. Catetizar secuencialmente la arteria mesentérica superior (AME) y el eje celíaco con un catéter angiográfico.
    3. Realizar una angiografía de la AME para asegurar la anatomía estándar, la ausencia de irrigación arterial hepática reemplazada y para confirmar la permeabilidad de la vena porta.
    4. Realizar una angiografía de la arteria celíaca para determinar la anatomía y el suministro de sangre a las arterias hepáticas.
    5. Avanzar coaxialmente un microcatéter a través del catéter hasta la arteria hepática derecha o izquierda, dependiendo de la ubicación del tumor.
    6. Realizar una repetición de la arteriografía hepática superselectiva derecha o izquierda para confirmar la ubicación del tumor o tumores.
    7. Correlacionar los tumores observados en las imágenes intraprocedimiento con los hallazgos de imágenes transversales (IRM o TCMD) previos al procedimiento.
  2. Pretratamiento intraprocedimiento Tomografía computarizada de haz cónico bifásico
    1. Indique al paciente sedado que esté en apnea al final de la espiración durante cada una de las exploraciones CBCT con respiración libre entre las exploraciones de fase arterial temprana y venosa diferida. Si es necesario, administre oxígeno a los pacientes durante la adquisición de CBCT para minimizar la incomodidad de la retención de la respiración.
    2. Coordine con el anestesiólogo el tiempo y para minimizar el equipo inductor de artefactos suprayacente.
    3. Coloque para cada exploración CBCT el área de interés (hígado) aproximadamente en el isocentro del sistema. Desencadenar la primera exploración tres segundos después de la inyección de contraste eléctrico (cantidad, 18 ml; tasa 2 ml/seg; 300 mg/ml) a través del catéter en el hepático común.
    4. Realización de una DP-CBCT: se adquirieron dos exploraciones CBCT de 5 segundos (fases arterial temprana y venosa tardía) durante una sola inyección de medio de contraste con un retraso de 3 segundos antes de la primera exploración. Al final de la1ª exploración, se le indica al paciente que respire 1-2 veces y luego continúe conteniendo la respiración en la apnea al final de la espiración durante el inicio de la segunda exploración.

3. Planificación de la intervención: detección de tumores, segmentación de tumores, hoja de ruta 3D

  1. Analice las dos exploraciones (fase arterial temprana y fase venosa tardía) que se muestran automáticamente en la estación de trabajo.
  2. Controle el registro automático y la superposición de las dos exploraciones y, si es necesario, ajuste manualmente, y valide las dos adquisiciones CBCT para que coincidan entre sí en los tres planos (axial, coronal y sagital)
  3. Correlacione los tumores diana definidos por CBCT con otras imágenes previas al procedimiento. Seleccione el prototipo de software para planificar el acceso a las lesiones objetivo y generar una hoja de ruta en 3D para guiar la navegación del dispositivo.
  4. Segmentar los tumores objetivo desde donde mejor se visualizan; a menudo, la exploración de la fase venosa diferida, a menos que se logre una mejor visualización en la fase arterial. El CHC atípico (hipovascular) también se puede segmentar fácilmente. Unos segundos después de que se complete el DP CBCT, la reconstrucción está lista (esta reconstrucción rápida es posible gracias a un enlace de fibra óptica entre las computadoras de adquisición de imágenes y las de reconstrucción).
  5. Verifique la trayectoria de los vasos en las imágenes CBCT detectadas automáticamente desde la fase arterial temprana CBCT y extraídas por el software en los planos sagital, coronal y axial para garantizar que el vaso elegido y la trayectoria mapeada suministren los tumores deseados.
  6. Superponga y confirme los tumores segmentados y las arterias que alimentan los tumores, y la hoja de ruta 3D sobre fluoroscopia.

4. Llegar al tumor

  1. Planifique la intervención para atacar los tumores, como mapas de carreteras basados en Internet.
  2. Utilice la hoja de ruta superpuesta en 3D sincronizada en la fluoroscopia en vivo con el arco en C y el movimiento de la mesa para cateterizar las arterias que alimentan los tumores específicos.
  3. Elija la mejor posición, ángulo y aumento del arco en C/mesa que mejor facilite el cateterismo para minimizar la superposición de vasos y el escorzo para atacar fácilmente los tumores.
  4. Si es necesario, ajuste la hoja de ruta 3D para que coincida mejor con la fluoroscopia en caso de movimiento del paciente para mitigar la necesidad de crear una nueva hoja de ruta y minimizar la necesidad de inyección de contraste adicional y exposición a rayos X.
  5. Llegar a cada arteria de alimentación del tumor utilizando la guía de navegación 3D, para minimizar la entrega de material quimioembolizante al tejido sano y maximizar la dosis selectiva del fármaco para el tumor.

5. Tratar el tumor: medición del éxito del tratamiento

  1. Embolizar el tumor o tumores objetivo con perlas que eluden el fármaco desde el microcatéter hasta la estasis de contraste en el tumor antes de detectar cualquier reflujo.
  2. Realizar un DP-CBCT post-TACE (como se ha descrito anteriormente) para evaluar el éxito del tratamiento.
  3. Evaluar un defecto de realce de contraste en el tumor o tumores objetivo (debido a la embolización de vasos sanguíneos) después de una DEB-TACE
  4. En caso de disminución mínima del realce tumoral y/o no hay defecto de realce, se deben buscar vasos aberrantes que alimenten el tumor, completar la embolización con un volumen adicional de agentes que eluden el fármaco o tratar los vasos extrahepáticos en la misma sesión de TACE o en una futura. Realizar CBCT selectiva adicional durante la arteriografía hepática selectiva dentro de la vasculatura colateralizada o parasitada para definir suministros tumorales alternativos si es necesario.
  5. Al final del procedimiento, retire el microcatéter, el catéter y la vaina y realice la homeostasis.

Resultados

El uso de imágenes de CBCT con brazo en C intraprocedimentales permitió la adquisición de conjuntos de imágenes volumétricas 3D para las tres etapas principales del tratamiento del HCC con DEB-TACE: visualizar, alcanzar y tratar el HCC. Las imágenes de CBCT se obtuvieron con un detector de panel plano fijado en un CT con brazo en C (Figura 1).

Ilustramos resultados representativos mediante un caso de un hombre de 64 años con un carcinoma hepatocelular no resecable de 8,9 cm ubicado en el segmento 7 del hígado. Primero, para visualizar el (los) tumor(es) objetivo, se realizó una DPCBCT intraprocedimental previa al tratamiento mientras el catéter se colocaba en la arteria hepática derecha selectiva; dos escaneos de CBCT (fases arterial temprana y venosa tardía) se adquirieron tras una única inyección de contraste intraarterial a través del microcatéter. Las dos imágenes se reconstruyeron en una estación de trabajo en menos de un minuto tras los escaneos de CBCT (Figura 2). El registro y la superposición de los dos escaneos de CBCT se realizaron automáticamente, a menos que un médico decidiera registrar, superponer y validar manualmente las dos adquisiciones de CBCT para lograr su coincidencia entre sí en los tres planos (planos axial, coronal y sagital) (Figura 3).

El médico definió el (los) tumor(es) objetivo a tratar mediante imágenes diagnósticas previas al procedimiento (CE-RM o M-MDCT) y correlacionó dichas imágenes con los escaneos intraprocedimentales de DPCBCT previos a la TACE. El médico segmentó en 3D el tumor objetivo (esferas de color azul) en la fase venosa del CBCT, que mostraba mejor las lesiones (Figura 4). Las arterias de aporte (líneas de colores) fueron detectadas y coloreadas automáticamente por el software (Figura 5). El médico verificó la detección automática de las arterias de aporte al tumor antes de validarla e iniciar la navegación del catéter. La segmentación del tumor y las arterias de aporte tumoral se superpusieron sobre la fluoroscopia en tiempo real (Figura 6). El médico supervisó la detección automática. El mapa tridimensional podía mostrar específicamente cualquier vaso opacificado, aislando así el aporte vascular tumoral de todos los tumores segmentados.

Tan pronto como el mapa tridimensional se superpuso en la fluoroscopia en vivo (Figura 6), se pudo iniciar la cateterización del (de los) tumor(es) objetivo. Si era necesario, el mapa tridimensional se ajustaba manualmente durante el procedimiento en caso de movimiento del paciente. La cateterización se realizó utilizando un mapa tridimensional superpuesto sobre la fluoroscopia bidimensional en vivo. El operador pudo mover la mesa y las posiciones del arco en C para una mejor visualización de los vasos potencialmente tortuosos mediante la sincronización del mapa tridimensional.

Cuando el microcatéter se encontraba en un lugar adecuado para tratar, se inyectaron los agentes de microesferas elutoras de fármacos hasta observar estasis en la fluoroscopia bidimensional y antes de detectar cualquier reflujo.

Después de la embolización con DEB-TACE en el tumor objetivo, se realizó otra DP-CBCT para evaluar la completitud del tratamiento. En este caso de DEB-TACE para carcinoma hepatocelular, se detectó un defecto de realce con contraste en la fase venosa tardía de la DP-CBCT pos-TACE en comparación con la fase venosa tardía de la DP-CBCT pre-TACE (Figura 7).

Procedimiento quirúrgico en quirófano; imágenes médicas, sistemas de monitorización del paciente, equipo en entorno estéril.
Figura 1. Sala de angiografía con médicos realizando una TACE. El mapa tridimensional en la pantalla derecha se utiliza para guiar la colocación del catéter.

Comparación de imágenes de tomografía computarizada del hígado; lesiones hepáticas indicativas; análisis diagnóstico médico.
Figura 2. Imágenes axiales representativas de dos fases de una DP-CBCT obtenida durante el procedimiento, antes de la embolización. (A) representa la fase arterial y la imagen (B) muestra la fase venosa. La primera fase muestra la opacificación del árbol arterial del hígado y de las arterias que irrigan el carcinoma hepatocelular único (flecha blanca), mientras que la segunda fase muestra los márgenes del tumor hepático (flecha blanca).

Tomografía computarizada, vista axial, resaltando la anatomía hepática, imágenes diagnósticas, análisis médico, atención sanitaria.
Figura 3. El registro de las dos escaneos puede realizarse en los planos coronal, sagital y axial. La tonalidad roja representa el volumen primario (fase temprana) y la imagen en escala de grises representa el volumen secundario (fase tardía) mostrada en el plano axial. La fase venosa portal aún no está bien combinada ni ajustada para una visualización óptima del tumor.

diagrama de tomografía computarizada; segmentación de tumor; cuatro secciones; análisis de imágenes médicas; evaluación hepática
Figura 4. Las imágenes de TC de fase venosa tardía se muestran en la estación de trabajo en tres planos y permiten una segmentación tridimensional del tumor más precisa (A). El volumen tumoral se representa con un círculo de color azul en los tres planos. La segmentación puede realizarse en cualquiera de los tres ejes: coronal (B), sagital (C) y axial (D).

Análisis de imágenes médicas; vasculatura hepática 3D; escáneres CT A-D; angiografía; mapeo de vasos sanguíneos.
Figura 5. Se muestra la fase arterial temprana en tres planos: coronal (B), sagital (C) y axial (D). El árbol arterial y las arterias que alimentan el tumor se visualizan en todos los planos. Las arterias de aporte pueden representarse con diferentes colores y mostrarse en todas las vistas como se indica arriba. La segmentación del tumor se superpone automáticamente en todas estas imágenes. La segmentación del tumor y los vasos coloreados extraídos se representan en la primera imagen (A).

Embolización de la arteria hepática, radiografía con mapeo vascular 3D para la planificación del tratamiento del tumor hepático.
Figura 6. Después de completar la superposición en los dos conjuntos de datos, el mapa tridimensional se superpone a la fluoroscopia en tiempo real. El fondo en escala de grises corresponde a la fluoroscopia, la superposición de color rojo representa el árbol arterial y la superposición de color azul representa el tumor hepático objetivo. Este mapa tridimensional se utiliza para alcanzar el tumor antes de la administración del fármaco. En este caso se muestra un tumor objetivo en el segmento 7, coloreado en azul. El catéter se encuentra en la arteria hepática común y el microcatéter en la arteria hepática del segmento 7.

Imagen hepática DP-CBCT antes y después de la TACE; los resultados de la embolización arterial en las tomografías computarizadas.
Figura 7. Esta es una ilustración de un caso que muestra la variación en la captación tumoral en las imágenes DP-CBCT antes y después de la embolización, en la primera (A) y segunda (B) fase de escaneo. No se utilizó Lipiodol.

Discusión

DP-CBCT es una herramienta útil para facilitar los tres pasos principales en la terapia hepática intraarterial: localización del tumor (ver), planificación de la navegación y orientación intraprocedimiento para el cateterismo (reach) y evaluación intraprocedimiento de los objetivos del tratamiento y el éxito (tratar).

En primer lugar, DP-CBCT es tan sensible y específico para detectar CHC como las técnicas de imagen estándar de oro actuales, incluida la resonancia magnética con contraste y MDCT8. Además, la segmentación tumoral y los cálculos de volumen en DP-CBCT son precisos y reproducibles13. Además, el volumen y la localización espacial de las lesiones diana en CBCT y en RM están fuertemente correlacionados13. Lo más importante es que esta información está disponible durante el procedimiento, cuando más se necesita.

En segundo lugar, DP-CBCT se puede utilizar para generar un "mapa" de navegación con el fin de llegar a lesiones difíciles y mejorar los resultados de la orientación tumoral en una disminución de la embolización no objetivo, una mayor cobertura tumoral y la preservación del tejido hepático normal.

En tercer lugar, el uso de DP-CBCT inmediatamente después de la terapia es predictivo del éxito del tratamiento y puede usarse en lugar de una resonancia magnética o TCMD de seis semanas para evaluar la finalización del tratamiento18.

Si bien el movimiento respiratorio puede inducir una desalineación en el registro de imágenes, el operador puede ajustar visualmente la hoja de ruta 3D utilizando la posición del catéter en la fluoroscopia como referencia. Además, el movimiento más significativo del paciente se puede corregir manualmente cambiando la hoja de ruta 3D en la fluoroscopia en tiempo real utilizando puntos de referencia óseos o el catéter como referencia. La activación visual se puede realizar de esta manera, esperando ciclos respiratorios emparejados para realizar manipulaciones del catéter. La comodidad del paciente es esencial y se necesita una apnea de 8 segundos para evitar un artefacto de movimiento significativo y una degradación significativa de la calidad de la imagen. Si es necesario, se puede administrar oxígeno al paciente durante la adquisición para minimizar la incomodidad de contener la respiración.

Las limitaciones del CBCT incluyen artefactos de imagen y exposición a rayos X. Las imágenes CBCT presentan artefactos debido a múltiples fuentes, como ruido, dispersión, efectos de volumen parcial, endurecimiento del haz, timbre y movimiento. Se han desarrollado varios algoritmos para reducir el ruido durante la reconstrucción, modificar el espectro de rayos X o reducir los artefactosde movimiento 20-26. El impacto directo de estos artefactos durante el DEB-TACE no ha sido descrito hasta donde el autor sabe. La exposición a los rayos X CBCT es generalmente menor que la MDCT de protocolo similar. En casos de enfermedad hepática difusa, la embolización se puede realizar desde una ubicación proximal. Es posible que no sea necesaria una hoja de ruta 3D en esos casos. Luego, las imágenes previas al procedimiento de MDCT o MRI se pueden usar para generar una hoja de ruta en 3D para un cateterismo adecuado de la arteria hepática. Un postratamiento DP-CBCT intraprocedimiento todavía se puede utilizar para predecir el éxito del tratamiento cuando se utilizan perlas elusivas del fármaco

DP-CBCT es una herramienta útil en oncología intervencionista que se puede utilizar para estandarizar los procedimientos DEB-TACE. DP-CBCT proporciona información que mejora los tres pasos principales de los procedimientos TACE: ver, alcanzar y tratar el tumor hepático.

Divulgaciones

M. Lin, A. Radaelli, B. Carelsen y N. Noordhoek: empleado de Philips. J.F. Geschwind: Actividades financieras relacionadas con el presente artículo: Philips Healthcare. Actividades financieras no relacionadas con el presente artículo: J.F. Geschwind es consultor remunerado de Biocompatibles, Bayer Healthcare, Guerbet, Nordion, Merit, Abbott y Jennerex; tiene subvenciones o subvenciones pendientes de Biocompatibles, Genentech, Bayer Healthcare, Nordion, Context Vision y CeloNova. BJW tiene un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo con Philips Healthcare and Biocompatibles, y cuenta con el apoyo del Programa de Investigación Intramuros de los NIH y la subvención NIH Z1A BC-011242-04. Los otros autores no han revelado relaciones financieras relevantes.

Tarifas de acceso abierto respaldadas por Philips Healthcare

Agradecimientos

Los autores desean agradecer el apoyo financiero de NIH/NCI R01 CA160771, P30 CA006973, Philips Research North America, Briarcliff Manor, NY, EE.UU. y la Sociedad Francesa de Radiología (SFR).

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Sistema angiográfico (Allura Xper FD20)Philips Healthcare, Best, Países BajosSistema angiográfico compuesto por una tomografía computarizada con arco en C (CBCT) y un detector de panel plano
Estación de trabajo (XtraVision 8)Philips Healthcare, Best, Países BajosEstación de trabajo para la reconstrucción y el posprocesamiento de imágenes CBCT
Agente de contraste: Oxilan 300 (Ioxilan)Guerbet LLC, Bloomington, IN, EE. UU.Agente de contraste utilizado para la adquisición de imágenes DP-CBCT
Vaina(5Fr)
CatéterTerumo Medical, Somerset, NJ, EE. UU.Glide Simmons 1 (5Fr)
MicrocatéterBoston Scientific, Natick, MA, EE. UURenegade Hi-Flow (3Fr)
Guía orientableBoston Scientific, Natick, MA, EE. UUAlambre Fathom (0,018 pulgadas)
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Referencias

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