Evaluatie van de haalbaarheid, veiligheid en nauwkeurigheid van een intraoperatieve High-intensity gericht echografie apparaat voor de behandeling van lever metastasen
9 januari 2019
Hier presenteren we een ablate-en-resect prospectieve studie ter evaluatie van de haalbaarheid, veiligheid, en nauwkeurigheid van intraoperatieve hoge intensiteit gericht ablatie van de echografie in patiënten die een hepatectomy voor de lever metastasen.
Dit medische apparaat, dat gerichte echografie gebruikt, kan een nieuwe therapeutische optie bieden voor patiënten met onreseceerbare levermetastasen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het snel, veilig, breed getolereerde grote leverablaties kan bereiken met een punctie en de beschikbare echografiebegeleiding. Het aantonen van de voorbereiding van het HIFU-apparaat zal Marie Jo zijn, een gespecialiseerde verpleegkundige uit de operatiekamer.
Na het ontsmetten van de incisieplaats gebruik je een monopolair mes om een laparotomie uit te voeren op de verdoofde patiënt. En gebruik een schaar om de lever te bevrijden van zijn buikvlies- en vaatgehechtheid. Ter voorbereiding van het apparaat dekt de gesteriliseerde HIFU sonde met een speciale steriele envelop met een steriele ultrasone koppeling vloeistof.
Plaats een beschermende 20 bij 20 centimeter buikgaas spons met röntgenbare draden onder het beoogde gebied om ultrasone voortplanting en onbedoelde HIFU schade aan aangrenzende organen te remmen. Breng de HIFU-sonde in contact met het leveroppervlak. Beweeg de HIFU-sonde over het oppervlak van de lever totdat de positie van de verwachte HIFU-ablatie zoals vertegenwoordigd door de witte kegel bovenop de echo op de juiste plaats is.
Wees voorzichtig met de plaatsing van de verwachte HIFU-ablatie, omdat de temperatuurstijging hetzelfde zal zijn in normale weefsels en interne weefsels en zal toenemen tot boven de 80 graden Celsius wat leidt tot onmiddellijke celdood in beide weefsels. Activeer elke zender met dezelfde fase gedurende 40 seconden om de HIFU-belichting te activeren. Omdat de echografie resectiebeelden niet gesynchroniseerd zijn met de HIFU-belichtingen, zijn de storingen zichtbaar in de echo tijdens de ablatie.
Koken wordt waargenomen in leverweefsels behandeld tijdens HIFU enkele blootstellingen met een wolk van afschaffing typisch verschijnen voor ongeveer een minuut op de locatie van de laesie. De enkele laesie verschijnt op de echo als een hyperechoïsche zone in het midden en een hypoechoïsche zone aan de grenzen. Volgende reset de lever met behulp van een kelly klem om de lever parenchyma verpletteren.
En gebruik een schaar om het gemarkeerde weefsel eruit te halen. Sluit vervolgens de incisie volgens standaardprotocollen. Gebruik een chirurgische marker om de positie van de akoestische as van de HIFU-sonde aan het oppervlak van de lever aan te geven en gebruik de geïntegreerde ultrasone beeldvormingssonde om de afmetingen van de HIFU-ablaties langs twee orthogonale vlakken na elke HIFU-blootstelling te meten.
Gebruik na de operatie een scalpel om de HIFU-ablaties en gebieden van colorectale levermetastasen te scheiden. Excising de ablations langs de blootstellingsas. Verkrijg vervolgens beelden van de ablations voor macroscopische en histologische analyse.
In een fase één-studie werden in totaal 12 HIFU-ablaties met succes gecreëerd in de zes fase één patiënten. Diepe HIFU laesies werden geplaatst op een gemiddelde diepte van ongeveer 10 millimeter en tot 20 millimeter. Zoals vereist door het studieontwerp werden nog drie patiënten opgenomen en werden alle zes extra HIFU-laesies correct gecreëerd op een vaste afstand van alle zes metaalmarkeringen.
Hier worden voorbeelden van twee metastasen afgebeeld met behulp van de echografie sonde geïntegreerd met de HIFU-apparaat en dezelfde twee uitzaaiingen na resectie worden getoond. Het HIFU-brandpuntsgebied werd op de echo geplaatst en weergegeven in de gebruikersinterface, waardoor het mogelijk werd om de locatie van de uitzaaiingen nauwkeurig te identificeren. De afbakening tussen de behandelde en onbehandelde lever is zeer scherp met een ongeveer 200 micrometer halo van congestieve weefsels rond alle HIFU ablations.
Dit nieuwe HIFU-apparaat bereikt veilig een groot volume leverablaties in 40 seconden met een precisie van één twee millimeter die gemakkelijk kan worden geïdentificeerd in ultrasone beeldvorming en door meetbare sporen. Deze eerste klinische resultaten rechtvaardigden de volgende stappen in de klinische ontwikkeling waarin we HIFU ablatie zullen proberen op kleine metastasen met een diameter van minder dan 30 millimeter met een veiligheidsmarge van vijf millimeter in gezonde perilesional lever. Als de mogelijkheid om levermetastasen te richten wordt bevestigd tijdens fase 2B, zou de volgende stap zijn om een multi-center groep patiënten te ontwerpen die met curatieve intentie worden behandeld met behulp van dit nieuwe HIFU-apparaat.
Overzicht
Deze studie evalueert de haalbaarheid, veiligheid en nauwkeurigheid van intraoperatieve ablation met high-intensity focused ultrasound (HIFU) bij patiënten die een hepatectomie ondergaan vanwege levermetastasen. De techniek is bedoeld om een nieuwe therapeutische optie te bieden voor patiënten met niet-resecteerbare levermetastasen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Medische hulpmiddelen
- Chirurgische technieken
Achtergrond
- Hoogintens gefocust ultrageluid (HIFU) is een niet-invasieve therapeutische optie.
- Het maakt nauwkeurige targeting van leverlaesies mogelijk.
- De techniek wordt geleid door echografische beeldvorming.
- Eerdere studies hebben veelbelovende resultaten laten zien bij de behandeling van levermetastasen.
Doel van de studie
- Om de veiligheid en effectiviteit van HIFU tijdens leverchirurgie te beoordelen.
- Om de nauwkeurigheid van HIFU bij het ablateren van levermetastasen te bepalen.
- Om het potentieel van HIFU voor het verbeteren van chirurgische resultaten te onderzoeken.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van het HIFU-apparaat en de chirurgische plaats.
- Gebruik van echografie om de HIFU-ablatie te begeleiden.
- Monitoring van de temperatuurstijging tijdens de ablatie om de veiligheid te waarborgen.
- Postchirurgische analyse van de effectiviteit van de ablatie en van weefselmonsters.
Belangrijkste resultaten
- In totaal werden er 12 HIFU-ablaties succesvol uitgevoerd bij zes patiënten.
- Diepe HIFU-laesies werden geplaatst op een gemiddelde diepte van ongeveer 10 mm.
- Er werd een scherpe afbakening waargenomen tussen het behandelde en onbehandelde leverweefsel.
- De initiële resultaten ondersteunen verdere klinische ontwikkeling van HIFU voor levermetastasen.
Conclusies
- HIFU is een veelbelovende techniek voor leverablatie tijdens chirurgische ingrepen.
- Het vertoont veiligheid en precisie bij het targeten van levermetastasen.
- Verdere studies zijn gerechtvaardigd om de effectiviteit in grotere cohorten te bevestigen.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Intraoperatieve high-intensity focused ultrasound (HIFU) biedt een niet-invasieve ablatiestrategie voor levermetastasen, waarmee beperkingen van huidige thermische therapieën, zoals probeschade en het gebrek aan real-time monitoring, worden aangepakt. Door snelle en nauwkeurige weefselablatie onder echogeleiding mogelijk te maken, ondersteunt HIFU het mechanistische risicobeheer in de preklinische en vroege klinische ontwikkeling van levergerichte therapieën. De integratie in chirurgische workflows biedt een platform voor het evalueren van de therapeutische precisie en veiligheidsmarges in ziekterelateerde modellen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door gecontroleerde ablatiezones in het leverparenchym te creëren om de weefselrespons en mechanismen van celdood te bestuderen.
- Operationele waarde: Biedt reproduceerbare ablatievolumes (ongeveer 7,5 cm³) met een precisie van 1–2 mm, wat consistente experimentele condities over verschillende studies ondersteunt.
Screening en assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantificeerbare ablatiegegevens (afmetingen, volume, scherpe afbakening) die dienen als farmacodynamische meetwaarden voor energiegebaseerde interventies.
- Operationele waarde: Maakt gebruik van geïntegreerde echografie voor real-time monitoring en metingen na de ablatie, waardoor gestandaardiseerde beoordelingen over verschillende operators en sessies heen mogelijk zijn.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt systeemmodellering die relevant is voor ziekten door ablatie in metastatisch leverweefsel mogelijk te maken, wat de studie van veranderingen in de tumoromgeving na de behandeling faciliteert.
- Operationele waarde: Demonstreert de veiligheid en haalbaarheid in geresecteerd leverweefsel, waardoor een risico-gecorrigeerde overstap naar in vivo studies mogelijk is zonder de veiligheid van de proefpersonen in gevaar te brengen.
Integratie van pipeline en workflow
Gepositioneerd op de interface tussen fundamenteel onderzoek en preklinische studies, ondersteunt intraoperatieve HIFU hypothesetoetsing in levermetastase-modellen en maakt het gestandaardiseerde ablatie mogelijk voor daaropvolgende analytische workflows.
- Discovery Biology: Faciliteert de verduidelijking van pathways door gedefinieerde laesies te creëren om inflammatoire, fibrotische of regeneratieve reacties in leverweefsel te bestuderen.
- Screening: Levert kwantitatieve ablatiegegevens (grootte, vorm, scherpte van de afbakening) die vergelijking van energietoedieningsparameters en weefseleffecten mogelijk maken.
- Analytics: Biedt meetbare sporen (hyperechoïsche/hypoechoïsche zones, 200 µm halo) voor histopathologische correlatie en imaging-validatie.
- Translationeel Onderzoek: Maakt continuïteit mogelijk van ex vivo ablatiestudies naar preklinische modellen door consistente laesiekenmerken over verschillende platforms te behouden.
- Enterprise Reuse: Vormt een herbruikbaar platform voor ablatiestandaardisatie, waardoor de variabiliteit in preklinische evaluaties van effectiviteit en veiligheid wordt verminderd.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen door nauwkeurige, reproduceerbare ablatie met een scherpe weefselafgrenzing en minimale collaterale schade.
- Operationele waarde: Behaalt ablatie in 40 seconden met een nauwkeurigheid van 1–2 mm, wat high-throughput monsterverwerking en workflow-integratie ondersteunt.
- Strategische waarde: Vermindert onzekerheid bij biologische risicobeheersing door gecontroleerde laesiegeneratie mogelijk te maken voor studies naar het werkingsmechanisme.
- Impact op de portfolio: Informeert go/no-go-beslissingen door betrouwbare ablatiemodellen te leveren voor de evaluatie van therapeutische kandidaten gericht op de lever.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in het hanteren van chirurgische instrumenten, het handhaven van een steriel veld en ultrasone geleide ablatietechnieken.
- Afhankelijk van een gespecialiseerde HIFU-sonde met toroidale transducer, een steriele koppelingsenveloppe en geïntegreerde echografie voor real-time begeleiding.
- Noodzaak tot crossfunctionele coördinatie tussen chirurgische-, beeldvormings- en pathologieteams voor de uitvoering van de ablatie en weefselanalyse.
- Omvat aanpassingsbeoordelingen voor variërende kenmerken van het leverparenchym, waaronder vasculariteit en fibrose, die de propagatie van ultrasone golven kunnen beïnvloeden.
- Beperkt tot ex vivo of geresecteerde weefseltoepassingen in huidige haalbaarheidsstudies, wat direct gebruik in intacte orgaanmodellen zonder verdere validatie beperkt.
