Name: Ocena wykonalności, bezpieczeństwa i dokładności śródoperacyjnego urządzenia ultrasonograficznego o wysokiej intensywności do leczenia przerzutów do wątroby (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 56 s
Description: Poznaj zastosowanie śródoperacyjnej ablacji ultradźwiękowej HIFU w leczeniu przerzutów do wątroby. Technika ta umożliwia precyzyjne, bezpieczne i szybkie niszczenie zmian nowotworowych pod kontrolą obrazowania USG.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca została częściowo sfinansowana przez LYriCAN (INCa-DGOS-Inserm_12563). Autorzy dziękują Uniwersytetowi Claude'a Bernarda w Lyonie 1 do przyznania nagrody Antonina Ponceta za prace związane z tym badaniem. Autorzy wyrażają wdzięczność za chętny udział zaangażowanych pacjentów, EDAP-TMS, rolę komitetu sterującego (Dominique Elias, Olivier Rouviere, Alain Sezeur, Frédéric Marchal), który składał się z odpowiedzialności za podjęcie decyzji o kontynuacji badania po analizie okresowej, a także Jean-Yves Scoazec za badanie patomorfologiczne.

Protokół został sprawdzony i zatwierdzony przez krajową komisję etyki zgodnie z dyrektywami francuskimi i europejskimi, za pisemną zgodą pacjentów.
1. Włączenie
<ol>
	<li>Uwzględnij pacjentów z resekcyjną CLM i dobrym stanem klinicznym (Eastern Cooperative Oncology Group ECOG/Światowa Organizacja Zdrowia, WHO, stan sprawności 0-1), którzy ukończyli 18 lat. Uzyskaj pisemną zgodę od pacjentów.</li>
	<li>Należy wykluczyć pacjentów z przebytą operacją wątroby, dróg żółciowych lub poważną operacją jamy brzusznej, ciążą lub niemożnością obserwacji przez cały czas trwania badania.</li>
</ol>
2. Leczenie HIFU
<ol>
	<li>Znieczulenie pacjenta należy przeprowadzić za pomocą indukcji złożonej z propofolu (2 do 3 mg/kg), sufentanylu (0,2 do 0,3 μg/kg), cyzatracurium (0,15 mg/kg) i ketaminy (0,15 mg/kg).</li>
	<li>Utrzymuj znieczulenie sewofluranem, aby osiągnąć indeks dwuspektralny między 40 a 60.</li>
	<li>Wykonać intubację tchawicy przy mechanicznie wentylowanych płucach wdychaną frakcją tlenu 80%.</li>
	<li>Przygotuj urządzenie HIFU na sali operacyjnej, przykrywając wysterylizowaną sondę HIFU dedykowaną sterylną kopertą zawierającą sterylny płyn do sprzęgania ultradźwięków (<klasa silna = "xfig">Rysunek 1). 
	nuta: Sonda HIFU została wysterylizowana przy użyciu niskotemperaturowego sterylizatora plazmowego gazowego.</li>
	<li>Wykonać laparotomię za pomocą noża monopolarnego po klasycznej aseptyce chirurgicznej.</li>
	<li>Umieść retraktory pod klatką piersiową i między krawędziami nacięcia chirurgicznego.</li>
	<li>Potwierdź resekcję wątroby, badając wątrobę za pomocą śródoperacyjnych diagnostycznych obrazów ultrasonograficznych z głowicą typu T 7,5 MHz i badaniem palpacyjnym, aby potwierdzić, że żadne dodatkowe przerzuty zagrażające resekcji nie zostały pominięte w obrazowaniu przedoperacyjnym22.</li>
	<li>Uwolnij wątrobę z przyczepów otrzewnowych i naczyniowych za pomocą nożyczek.</li>
	<li>Umieść ochronną gąbkę z gazy brzusznej (20 x 20 cm2) z nitkami wykrywalnymi promieniami rentgenowskimi pod docelowym obszarem, aby zahamować rozprzestrzenianie się ultradźwięków i niezamierzone uszkodzenie HIFU sąsiednich narządów.</li>
	<li>Doprowadzić sondę HIFU do kontaktu z powierzchnią wątroby (<silna klasa="xfig">Rysunek 2).</li>
	<li>Przesuwaj sondę HIFU po powierzchni wątroby, aż pozycja oczekiwanej ablacji HIFU (reprezentowana przez biały stożek nałożony na sonogram) znajdzie się we właściwym miejscu zgodnie z celami różnych faz (<silna klasa = "xfig">Rysunek 3a).</li>
	<li>Aktywuj ekspozycję na HIFU, aktywując każdy emiter tą samą fazą przez 40 sekund. Zastosuj moc akustyczną 70 W (moc akustyczna w polu swobodnym) w przypadku ablacji powierzchownych i 90 W (moc akustyczna w polu swobodnym) w przypadku zmian głębokich.
	<ol>
		<li>Obrazy ultrasonograficzne nie były zsynchronizowane z ekspozycjami HIFU, w związku z czym podczas ablacji widoczne były zakłócenia w sonogramach. Należy zaobserwować, że w tkankach wątroby poddanych działaniu pojedynczej ekspozycji na HIFU powstaje wrzenie. Zauważ, że chmura uniesienia pojawia się na chwilę na 1 minutę w miejscu zmiany (<silna klasa="xfig">Rysunek 3b). 
		nuta: Pojedyncza zmiana pojawia się na sonogramie jako strefa hiperechogeniczna w jego środku i strefa hipoechogeniczna na jego granicach (<silna klasa="xfig">Ryc. 4a).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zaznacz położenie sondy HIFU, głównie oś akustyczną na powierzchni wątroby, za pomocą markera chirurgicznego, aby wiedzieć, gdzie przeciąć wątrobę do badania ogólnego (<silna klasa = "xfig">Rysunek 2).</li>
	<li>Zmierz wymiary ablacji HIFU wzdłuż dwóch ortogonalnych płaszczyzn po każdej ekspozycji na HIFU, używając zintegrowanej sondy do obrazowania ultradźwiękowego.</li>
	<li>Przesunąć sondę HIFU po powierzchni wątroby, aby potwierdzić, że wszystkie osiem segmentów wątroby może być pokrytych, niezależnie od ich budowy u danego pacjenta.</li>
</ol>
3. Makroskopowa i histologiczna ocena zmian chorobowych HIFU
<ol>
	<li>Wykonaj planowaną resekcję wątroby za pomocą zacisku Kelly'ego w celu zmiażdżenia miąższu wątroby i nożyczek w celu przecięcia wątroby. Wykonaj hemostazę za pomocą tytanowych klipsów i/lub bipolarnych kleszczy do irygacji.</li>
	<li>Zamknij rozcięgno monofilamentowym, długotrwałym wchłanialnym materiałem szwowym nr 0 lub nr 1.</li>
	<li>Zamknij skórę niebarwionym, krótkotrwale wchłanialnym materiałem szwowym N° 3/0.</li>
	<li>Podawać pacjentowi doustnie paracetamol (1 g co 6 godzin). 
	nuta: Nudności i wymioty leczono donanseteronem w dawce 4 mg dożylnie. Podawanie płynów doustnych i karmienie rozpoczęto następnego dnia po zabiegu. Morfina podawano w celu uzyskania wizualnej skali analogicznej do bólu poniżej 30/100.</li>
	<li>Oddzielić ablacje HIFU i obszary CLM za pomocą skalpela.</li>
	<li>Przetnij ablacje wzdłuż osi ekspozycji za pomocą skalpela.</li>
	<li>Zrób zdjęcia ablacji HIFU.</li>
	<li>Zmierz wymiary obszaru poddanego ablacji makroskopowo za pomocą linijki i na fotografii, korzystając z odpowiedniego oprogramowania do analizy obrazu.</li>
	<li>Pokrój każdą ablację na odcinki o średnicy 5 mm, aby ocenić jednorodność makroskopową.</li>
	<li>Utrwal ablowane obszary w 10% buforowanej fosforanami formalinie (pH = 7), zanurz je w parafinie i zabarwij hematoksyną i eozyną.</li>
	<li>Zbadaj histologicznie tkanki, które uległy ablacji i je otaczają.</li>
</ol>
4. Kontynuacja
<ol>
	<li>Obserwuj pacjentów przez jeden miesiąc zgodnie z wytycznymi instytucji dla pacjentów wyciętych z powodu CLM.</li>
	<li>Podsumuj dane dotyczące charakterystyki demograficznej, parametrów życiowych (wartość wyjściowa i 5 minut po HIFU) oraz obserwacje i pomiary bezpieczeństwa dotyczące zmian HIFU.</li>
	<li>Użyj współczynnika korelacji rang Spearmana, aby przetestować związek między zmiennymi.</li>
</ol>

<ol><li>Nordlinger, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perioperative+FOLFOX4+chemotherapy+and+surgery+versus+surgery+alone+for+resectable+liver+metastases+from+colorectal+cancer+%28EORTC+40983%29%3A+long-term+results+of+a+randomised%2C+controlled%2C+phase+3+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Oncology%22%5BJournal%5D)">Perioperative FOLFOX4 chemotherapy and surgery versus surgery alone for resectable liver metastases from colorectal cancer (EORTC 40983): long-term results of a randomised, controlled, phase 3 trial.</a> The Lancet Oncology. 14 (12), 1208-1215 (2013).</li>
<li>Adam, R., Laurent, A., Azoulay, D., Castaing, D., Bismuth, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-stage+hepatectomy%3A+A+planned+strategy+to+treat+irresectable+liver+tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Two-stage hepatectomy: A planned strategy to treat irresectable liver tumors.</a> Annals of Surgery. 232 (6), 777-785 (2000).</li>
<li>Folprecht, G., Grothey, A., Alberts, S., Raab, H. R., Kohne, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neoadjuvant+treatment+of+unresectable+colorectal+liver+metastases%3A+correlation+between+tumour+response+and+resection+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Oncology%22%5BJournal%5D)">Neoadjuvant treatment of unresectable colorectal liver metastases: correlation between tumour response and resection rates.</a> Annals of Oncology. 16 (8), 1311-1319 (2005).</li>
<li>Pawlik, T. M., Schulick, R. D., Choti, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+criteria+for+resectability+of+colorectal+liver+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22The+Oncologist%22%5BJournal%5D)">Expanding criteria for resectability of colorectal liver metastases.</a> The Oncologist. 13 (1), 51-64 (2008).</li>
<li>Kennedy, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+focused+ultrasound+in+the+treatment+of+solid+tumours%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cancer%22%5BJournal%5D)">High-intensity focused ultrasound in the treatment of solid tumours.</a> Nature Reviews Cancer. 5 (4), 321-327 (2005).</li>
<li>Uchida, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+focused+ultrasound+therapy+for+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Urology%22%5BJournal%5D)">High-intensity focused ultrasound therapy for prostate cancer.</a> International Journal of Urology. 19 (3), 187-201 (2012).</li>
<li>Crouzet, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole-gland+ablation+of+localized+prostate+cancer+with+high-intensity+focused+ultrasound%3A+oncologic+outcomes+and+morbidity+in+1002+patients%5BTitle%5D)+AND+%22European+Urology%22%5BJournal%5D)">Whole-gland ablation of localized prostate cancer with high-intensity focused ultrasound: oncologic outcomes and morbidity in 1002 patients.</a> European Urology. 65 (5), 907-914 (2014).</li>
<li>Haar, G. T., Coussios, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+intensity+focused+ultrasound%3A+physical+principles+and+devices%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">High intensity focused ultrasound: physical principles and devices.</a> International Journal of Hyperthermia. 23 (2), 89-104 (2007).</li>
<li>van Amerongen, M. J., Jenniskens, S. F. M., van den Boezem, P. B., Futterer, J. J., de Wilt, J. H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiofrequency+ablation+compared+to+surgical+resection+for+curative+treatment+of+patients+with+colorectal+liver+metastases+-+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22HPB+%28Oxford%29%22%5BJournal%5D)">Radiofrequency ablation compared to surgical resection for curative treatment of patients with colorectal liver metastases - a meta-analysis.</a> HPB (Oxford). 19 (9), 749-756 (2017).</li>
<li>Lin, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+heat+sink+on+the+recurrence+of+small+malignant+hepatic+tumors+after+radiofrequency+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cancer+Research+and+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Effect of heat sink on the recurrence of small malignant hepatic tumors after radiofrequency ablation.</a> Journal of Cancer Research and Therapeutics. 12, C153-C158 (2016).</li>
<li>Stoltz, A., Gagniere, J., Dupre, A., Rivoire, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiofrequency+ablation+for+colorectal+liver+metastases%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visceral+Surgery%22%5BJournal%5D)">Radiofrequency ablation for colorectal liver metastases.</a> Journal of Visceral Surgery. 151, Suppl 1. S33-S44 (2014).</li>
<li>Vogl, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+microwave+ablation+of+liver+malignancy+with+enabled+constant+spatial+energy+control+to+achieve+a+predictable+spherical+ablation+zone%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">Evaluation of microwave ablation of liver malignancy with enabled constant spatial energy control to achieve a predictable spherical ablation zone.</a> International Journal of Hyperthermia. 34 (4), 492-500 (2018).</li>
<li>Shady, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Percutaneous+Microwave+versus+Radiofrequency+Ablation+of+Colorectal+Liver+Metastases%3A+Ablation+with+Clear+Margins+%28A0%29+Provides+the+Best+Local+Tumor+Control%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vascular+and+Interventional+Radiology%22%5BJournal%5D)">Percutaneous Microwave versus Radiofrequency Ablation of Colorectal Liver Metastases: Ablation with Clear Margins (A0) Provides the Best Local Tumor Control.</a> Journal of Vascular and Interventional Radiology. 29 (2), 268-275 (2018).</li>
<li>Dupre, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+Clinical+Experience+of+Intra-Operative+High+Intensity+Focused+Ultrasound+in+Patients+with+Colorectal+Liver+Metastases%3A+A+Phase+I-IIa+Study%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">First Clinical Experience of Intra-Operative High Intensity Focused Ultrasound in Patients with Colorectal Liver Metastases: A Phase I-IIa Study.</a> PLoS One. 10 (2), e0118212(2015).</li>
<li>Aubry, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+road+to+clinical+use+of+high-intensity+focused+ultrasound+for+liver+cancer%3A+technical+and+clinical+consensus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Therapeutic+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">The road to clinical use of high-intensity focused ultrasound for liver cancer: technical and clinical consensus.</a> Journal of Therapeutic Ultrasound. 1, 13(2013).</li>
<li>Melodelima, D., N'Djin, W. A., Parmentier, H., Chesnais, S., Rivoire, M., Chapelon, J. Y. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2805113">Ultrasound surgery with a toric transducer allows the treatment of large volumes over short periods of time.</a> Applied Physics Letters. 91 (19), 193901(2007).</li>
<li>N'Djin, W. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utility+of+a+tumor-mimic+model+for+the+evaluation+of+the+accuracy+of+HIFU+treatments.+results+of+in+vitro+experiments+in+the+liver%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Utility of a tumor-mimic model for the evaluation of the accuracy of HIFU treatments. results of in vitro experiments in the liver.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 34 (12), 1934-1943 (2008).</li>
<li>Melodelima, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+ablation+produced+using+a+surgical+toroidal+high-intensity+focused+ultrasound+device+is+independent+from+hepatic+inflow+occlusion%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Thermal ablation produced using a surgical toroidal high-intensity focused ultrasound device is independent from hepatic inflow occlusion.</a> Physics in Medicine & Biology. 54 (20), (2009).</li>
<li>Melodelima, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+ablation+by+high-intensity-focused+ultrasound+using+a+toroid+transducer+increases+the+coagulated+volume.+Results+of+animal+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Medicine+%26+Biology%22%5BJournal%5D)">Thermal ablation by high-intensity-focused ultrasound using a toroid transducer increases the coagulated volume. Results of animal experiments.</a> Ultrasound in Medicine & Biology. 35 (3), 425-435 (2009).</li>
<li>Parmentier, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+focused+ultrasound+ablation+for+the+treatment+of+colorectal+liver+metastases+during+an+open+procedure%3A+study+on+the+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">High-intensity focused ultrasound ablation for the treatment of colorectal liver metastases during an open procedure: study on the pig.</a> Annals of Surgery. 249 (1), 129-136 (2009).</li>
<li>Lee, Y. J., Wesley, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+contributions+to+phase+II+trials+in+cancer%3A+interpretation%2C+analysis+and+design%5BTitle%5D)+AND+%22Seminars+in+Oncology%22%5BJournal%5D)">Statistical contributions to phase II trials in cancer: interpretation, analysis and design.</a> Seminars in Oncology. 8 (4), 403-416 (1981).</li>
<li>Arita, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Routine+Preoperative+Liver-specific+Magnetic+Resonance+Imaging+Does+Not+Exclude+the+Necessity+of+Contrast-enhanced+Intraoperative+Ultrasound+in+Hepatic+Resection+for+Colorectal+Liver+Metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Routine Preoperative Liver-specific Magnetic Resonance Imaging Does Not Exclude the Necessity of Contrast-enhanced Intraoperative Ultrasound in Hepatic Resection for Colorectal Liver Metastasis.</a> Annals of Surgery. 262 (6), 1086-1091 (2015).</li>
<li>Vahldiek, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+and+optimizing+results+in+multipolar+RFA%3A+Techniques+and+early+findings+in+an+experimental+setting%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Hemorheology+and+Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Measuring and optimizing results in multipolar RFA: Techniques and early findings in an experimental setting.</a> Clinical Hemorheology and Microcirculation. 58 (1), 77-87 (2014).</li>
<li>Zhu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+intensity+focused+ultrasound+%28HIFU%29+therapy+for+local+treatment+of+hepatocellular+carcinoma%3A+role+of+partial+rib+resection%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">High intensity focused ultrasound (HIFU) therapy for local treatment of hepatocellular carcinoma: role of partial rib resection.</a> European Journal of Radiology. 72 (1), 160-166 (2009).</li>
<li>Tanter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compensating+for+bone+interfaces+and+respiratory+motion+in+high-intensity+focused+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Hyperthermia%22%5BJournal%5D)">Compensating for bone interfaces and respiratory motion in high-intensity focused ultrasound.</a> International Journal of Hyperthermia. 23 (2), 141-151 (2007).</li>
<li>Jung, S. E., Cho, S. H., Jang, J. H., Han, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+focused+ultrasound+ablation+in+hepatic+and+pancreatic+cancer%3A+complications%5BTitle%5D)+AND+%22Abdominal+Radiology%22%5BJournal%5D)">High-intensity focused ultrasound ablation in hepatic and pancreatic cancer: complications.</a> Abdominal Radiology. 36 (2), 185-195 (2011).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Celem tego badania było potwierdzenie wykonalności, bezpieczeństwa i skuteczności nowego śródoperacyjnego urządzenia HIFU. Ponieważ było to jego pierwsze zastosowanie u ludzi, zaprojektowano badanie z ablacją i resekcją w celu zweryfikowania zdolności urządzenia do tworzenia pełnej ablacji i dokładnego celowania bez uszczerbku dla szansy na potencjalnie leczniczą terapię dla pacjentów. W sumie bezpiecznie wykonano 30 ablacji HIFU u 15 pacjentów, każda w ciągu 40 sekund. Średnie wymiary ablacji HIFU wynosiły 27,5 x 21,0mm2. Nie stwierdzono zmian wtórnych w sąsiednich narządach. Co ważne, kształt ablacji HIFU nie został zmieniony przez główne naczynia krwionośne (do 5 mm średnicy). Ma to szczególne znaczenie, ponieważ doniesiono, że przepływ krwi odgrywa kluczową rolę w ablacji termicznej poprzez ograniczanie wielkości ablacji i zmianę kształtu ablacji23. Kolejną ważną zaletą tego śródoperacyjnego urządzenia HIFU w porównaniu z ablacjami wykonywanymi za pomocą fal radiowych lub mikrofal jest brak konieczności wprowadzania sondy do miąższu wątroby.
Decyzja o opracowaniu urządzenia HIFU dedykowanego do użytku śródoperacyjnego była poparta potrzebami onkologicznymi i wyzwaniami technologicznymi, które pozostają niespełnione w technologii HIFU. Udowodniono, że pozaustrojowe zabiegi HIFU są klinicznie wykonalne. Jednak objętość wątroby dostępna dla pozaustrojowego leczenia HIFU wynosi około 30%, chyba że zostanie wykonana częściowa resekcja żeber24. Ponadto, podczas pozaustrojowego stosowania HIFU w leczeniu nowotworów wątroby, mogą powstawać oparzenia skóry i zmiany żołądkowe25,26. Podejście śródoperacyjne zostało wybrane w celu uniknięcia tych potencjalnie ważnych powikłań. Co ważniejsze, ablacje śródoperacyjne są szeroko stosowane w leczeniu CLM, niezależnie od tego, czy są związane z operacją, czy nie. Pomimo poprawy w obrazowaniu, nowe przerzuty do wątroby stwierdza się u około 15% pacjentów22, a nowe objawy, takie jak rak otrzewnej, mogą wykluczyć konieczność leczenia ukierunkowanego na wątrobę. W przypadku tego pierwszego zastosowania u ludzi śródoperacyjnego urządzenia HIFU, ablacje zostały utworzone w pobliżu przerzutów i tylko w obszarach przewidzianych do resekcji. Ten pierwszy krok uznano za niezbędny do wykazania dokładności i bezpieczeństwa tego nowego urządzenia HIFU przed rozważeniem jego rutynowego stosowania w leczeniu CLM.
Rozmiar sondy HIFU (10 cm średnicy) nie ogranicza jej łatwości użytkowania, ponieważ możliwe było umieszczenie sondy w taki sposób, aby pozwalała na celowanie w około 90% całej wątroby. Było to możliwe nawet dzięki ograniczonej laparotomii w linii środkowej. Ablacje HIFU były łatwo identyfikowane za pomocą obrazowania ultradźwiękowego, co pozwoliło na wiarygodne monitorowanie leczenia, co jest główną zaletą w porównaniu z innymi technikami ablacyjnymi. Niewielka różnica między wymiarami ablacji mierzonymi na obrazach ultrasonograficznych a tymi mierzonymi w badaniu makroskopowym wynikała z trudności w przecięciu świeżej wątroby dokładnie wzdłuż płaszczyzny obrazowania.
Chociaż badanie to potwierdziło teoretyczne zalety HIFU w ablacji wątroby (tj. brak konieczności intraparenchymalnego wprowadzenia sondy i monitorowania w czasie rzeczywistym oraz niezależność od efektu radiatora), skuteczność śródoperacyjnego HIFU powinna zostać wykazana w przypadku przerzutów do wątroby. Jeśli zdolność do celowania w przerzuty do wątroby zostanie potwierdzona podczas fazy IIb, kolejnym krokiem będzie zaprojektowanie wieloośrodkowej prospektywnej kohorty pacjentów leczonych z zamiarem wyleczenia za pomocą śródoperacyjnego HIFU.

Przerzuty do wątroby jelita grubego (CLM) stanowią poważny problem zdrowia publicznego. Gdy można osiągnąć resekcję i/lub ablację CLM, możliwe jest wyleczenie, a pięcioletnie wskaźniki przeżycia do 51% zostały zgłoszone1. Pomimo postępów w chirurgii (złożone techniki chirurgiczne)2 i zmniejszenia rozmiaru uzyskanego dzięki chemioterapii3, tylko mniejszość pacjentów kwalifikuje się do operacji (mniej niż 20%). Gdy przerzuty są ograniczone do wątroby, operacja jest wykluczona ze względu na wielkość i/lub lokalizację przerzutów, ich liczbę lub dlatego, że niezbędna resekcja pozostawi niewystarczającą objętość funkcjonalnej wątroby4.
Ablacja prądem o częstotliwości radiowej (RFA) i ablacja mikrofalowa (MWA) były szeroko stosowane w połączeniu z chirurgią w celu zwiększenia liczby pacjentów leczonych z zamiarem wyleczenia. Techniki te wymagają jednak intraparenchymalnego wprowadzenia sondy. Co więcej, techniki te są niewystarczające ze względu na efekt radiatora przepływu krwi, a monitorowanie w czasie rzeczywistym nie jest możliwe przy użyciu tych technik.
Ultrasonografia medyczna jest głównie znana jako technika obrazowania diagnostycznego. Jednak ultradźwięki mogą być stosowane jako metoda celowego powodowania uszkodzenia tkanek. Energia wiązki HIFU jest o kilka rzędów wielkości większa niż w przypadku standardowej diagnostycznej wiązki ultradźwiękowej. Wysokie poziomy energii przenoszone w wiązce HIFU są dodatkowo powiększane poprzez precyzyjne skupienie wiązki głęboko w tkankach do małej objętości, oszczędzając otaczające tkanki. Temperatura tkanki w ognisku szybko wzrasta do 70–90 °C, co powoduje nieodwracalne zniszczenie przez martwicę koagulacyjną5. Udowodniono, że HIFU jest skuteczny w szerokim zakresie zastosowań klinicznych, zwłaszcza w raku prostaty6,7. Obecne urządzenia medyczne wykorzystujące HIFU opierają się na podejściu pozaustrojowym, a osiągana pojedyncza ablacja jest mała i elipsoidalna. Wymiary każdej pojedynczej zmiany różnią się w zależności od charakterystyki przetwornika, ale zazwyczaj wynoszą 1–3 mm (poprzecznie) i 8–15 mm (wzdłuż osi wiązki)8. Aby leczyć nowotwory, setki zmian chorobowych muszą być systematycznie umieszczane obok siebie, aby usunąć docelowy guz i część otaczającego go normalnego marginesu tkanki. Umieszczanie małych zmian obok siebie wymaga precyzji, którą trudno zapewnić w ruchomych narządach i skutkuje długotrwałymi zabiegami (rzędu 1–2 godzin). Podczas gdy liczne publikacje informowały o MWA i RFA w leczeniu CLM9,10,11,12,13, opublikowano niewiele badań na temat HIFU dla CLM14,15. Leczenie HIFU ma kilka potencjalnych zalet w porównaniu z MWA lub RFA, jak następuje: nie ma potrzeby nakłuwania miąższu, leczenie jest niezależne od perfuzji8 i możliwe jest monitorowanie w czasie rzeczywistym. Pozaustrojowe leczenie wątroby jest trudne, ponieważ efekt skupienia jest zmieniany przez ruch oddechowy wątroby i obecność klatki piersiowej, co może zatrzymać propagację fal ultradźwiękowych.
Ponieważ ogniskowe zniszczenie jest często kojarzone z otwartą operacją wątroby w leczeniu pacjentów z CLM, naszym celem było zaprojektowanie nowego i potężnego HIFU. Takie urządzenie byłoby w stanie wykonać duże ablacje w krótkim czasie. W związku z tym opracowaliśmy nową technologię opartą na przetwornikach toroidalnych16 z obiecującymi wynikami we wstępnych pracach in vitro i przedklinicznych17,18,19. Wcześniej wykazaliśmy na modelu świniowym, że to urządzenie HIFU może tworzyć powtarzalne ablacje w 40 s20. Średnia objętość tych ablacji wynosiła 7 cm3, co odpowiada średniej średnicy 20 mm i średniej długości osi 25 mm. Ablacje te zostały utworzone przez aktywację każdego emitera tą samą fazą i poprzez zastosowanie mocy akustycznej 70 W (moc akustyczna w polu swobodnym) przez 40 s18. Aby potwierdzić te wyniki, to urządzenie HIFU zostało użyte w kontrolowanym badaniu u pacjentów poddawanych hepatektomii z powodu CLM. Celem badania była ocena bezpieczeństwa i wykonalności zabiegu. Zebrano również dane dotyczące skuteczności i dokładności zabiegu. To urządzenie HIFU nie zostało opracowane w celu zastąpienia części resekcyjnej operacji. Długoterminowym celem jest zapewnienie chirurgom narzędzia uzupełniającego w celu zwiększenia liczby pacjentów leczonych z zamiarem wyleczenia poprzez leczenie pacjentów, którzy w przeciwnym razie nie byliby zdolni do operacji, za pomocą HIFU.
Uczestnicy badania nie mogli oczekiwać żadnych osobistych korzyści z ich udziału, a priorytetem było uniknięcie jakiejkolwiek utraty szansy, dlatego zaprojektowano badanie z ablacją i resekcją. Zabieg chirurgiczny musiał być identyczny z tym, jakiemu poddaliby się pacjenci, gdyby nie zostali włączeni do badania. W przypadku tego pierwszego zastosowania urządzenia HIFU u ludzi, ablacje zostały wykonane na części wątroby przeznaczonej do resekcji, w celu ochrony uczestniczących pacjentów przed wszelkimi niepożądanymi skutkami związanymi z użyciem tego nowego urządzenia.
Projekt badania:
Protokół był prospektywnym, jednoośrodkowym badaniem fazy I/II, zaprojektowanym w celu oceny konkretnych celów w trzech różnych fazach (I, IIa i IIb). W fazach I i IIa zabieg HIFU wykonywano w częściach wątroby przewidzianych do resekcji, ale w odległości od przerzutów. Przerzuty do wątroby były celem w fazie IIb. Dane dotyczące fazy IIb nie są prezentowane, ponieważ ta część protokołu jest nadal w toku.
Głównym celem fazy I była ocena bezpieczeństwa, wykonalności i tolerancji ablacji HIFU u pacjentów z CLM. Bezpieczeństwo i wykonalność oceniono na podstawie możliwości korzystania z urządzenia HIFU w warunkach aseptycznych. Oceniono również zdolność do wykonania dwóch ablacji HIFU bez uszkodzenia narządów sąsiadujących z wątrobą. U wszystkich pacjentów jedna zmiana HIFU była powierzchowna, a druga powstała ze strefą ogniskową umieszczoną co najmniej 1 cm głębiej. Parametry życiowe monitorowano w trakcie i przez 5 minut po ablacji HIFU w celu oceny tolerancji zabiegu.
Drugorzędnymi celami było określenie wiarygodności obrazów ultrasonograficznych i łatwości obsługi urządzenia. Wiarygodność obrazów ultrasonograficznych oceniano za pomocą sondy obrazującej zintegrowanej z urządzeniem HIFU w celu wizualizacji i ukierunkowania na leczony obszar. Łatwość użycia oceniano na podstawie możliwości umieszczenia urządzenia HIFU w taki sposób, aby ablacje można było wykonać w co najmniej 80% całej wątroby. Cała procedura HIFU musi być wykonana w czasie krótszym niż 30 minut.
Ta dwuetapowa faza została zaprojektowana zgodnie z kryteriami sekwencyjnymi Lee21, co pozwala na wcześniejsze zakończenie zapisów w przypadku niedopuszczalnego globalnego wskaźnika niepowodzeń. Definicja niepowodzenia to okres dłuższy niż 30 minut na wykonanie zabiegu HIFU, brak możliwości umieszczenia strefy ogniskowej w odległości co najmniej 1 cm od torebki Glissona, niepowodzenie aseptyki podczas korzystania z urządzenia, zmiany HIFU w sąsiednich narządach, zmiany parametrów życiowych powyżej 10% w stosunku do wartości wyjściowej. Rekrutację uznano za zamkniętą, jeśli niepowodzenie zaobserwowano u co najmniej 2/2 pacjentów (pierwszy etap) i 3/6 pacjentów (drugi etap).
W fazie IIa, główna struktura anatomiczna została naśladowana przez metaliczny marker o średnicy 5 mm, wszczepiony w miąższ wątroby. Głównym celem fazy IIa była ocena dokładności urządzenia HIFU. W kroku 1 oceniono zdolność do namierzania metalowego znacznika z marginesem bezpieczeństwa. W kroku 2 oceniano zdolność do ablacji wątroby w określonej odległości od metalowego markera. Idealna odległość między metalowym markerem a najbliższą granicą ablacji została ustalona na 7,5 mm, przy tolerowanym zakresie 1–15 mm. Drugorzędnym celem była ocena bezpieczeństwa zabiegu poprzez stworzenie zmian HIFU w wątrobie bez uszkodzenia sąsiednich narządów. Możliwość obrazowania ablacji HIFU za pomocą zintegrowanej sondy do obrazowania ultrasonograficznego była częstym drugorzędowym punktem końcowym w fazie I. Do obu etapów fazy IIa włączono od trzech do sześciu pacjentów. Zastosowano prawdopodobieństwa dwumianowe u 3 i 6 pacjentów. Jeśli awaria wystąpiła odpowiednio u co najmniej 54% i 32% pacjentów, prawdopodobieństwo zaobserwowania tego niepowodzenia wynosiło 90%.

<table><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td>Przetwornik ma geometrię toroidalną i jest podzielony na osiem radialnych emiterów ultradźwięków o średnicy 4,16 cm2 każdy. Częstotliwość pracy przetwornika wynosi 3 MHz. Każdy z ośmiu emiterów jest podzielony na 32 indywidualne przetworniki o równej powierzchni (13 mm2). Promień krzywizny przetwornika wynosił 7 cm, a średnica 7 cm. Sonda do obrazowania ultrasonograficznego z zakrzywioną matrycą pracująca na częstotliwości 7,5 MHz (Vermon, Tours, Francja) została umieszczona w środku urządzenia i podłączona do skanera do obrazowania ultrasonograficznego. Przetwornik obrazowania składa się ze 128 elementów o szerokości pasma 63%. Płaszczyzna obrazowania ultrasonograficznego została wyrównana z osią akustyczną HIFU w celu ustawienia obszaru, który ma być poddany zabiegowi i wizualizacji ablacji za pomocą tego samego urządzenia. Ze względu na geometryczną charakterystykę torusa, wiązki ultradźwiękowe pochodzące z każdego z ośmiu emiterów przecinają się poza głównym pierścieniem ogniskowym i tworzą wtórną strefę ogniskową, co przyczynia się do wzmocnienia jednorodności zmiany w jej środku. Położenie stref ogniskowych można zmienić za pomocą elektronicznego ustawiania ostrości lub poprzez regulację ilości płynu między urządzeniem a tkanką.</td></tr><tr><td>Sonda do obrazowania ultrasonograficznego z zakrzywioną matrycą pracująca z częstotliwością 7,5 MHz</td><td>Vermon</td><td>6,5/R11,5/192</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasonograf do obrazowania BK HAWK</td><td>B-K Medical</td><td>2102 EXL</td><td></td></tr><tr><td>Marker metaliczny</td><td>BIP GmbH</td><td>O-twist-marker</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ Oprogramowanie do analizy obrazu</td><td>Wayne Rasband</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sterylna koperta</td><td>CIVCO</td><td>CIV-Flex Osłona przetwornika</td><td></td></tr><tr><td>Płyn do sprzęgania ultradźwięków</td><td>EDAP-TMS</td><td>Liv-kit</td><td></td></tr></tbody></table>

ocena wykonalności, bezpieczeństwa i dokładności śródoperacyjnego urządzenia ultrasonograficznego o wysokiej intensywności do leczenia przerzutów do wątroby

Evaluation of the Feasibility, Safety, and Accuracy of an Intraoperative High-intensity Focused Ultrasound Device for Treating Liver Metastases

Dzisiaj, jedyną potencjalnie skuteczną opcją u pacjentów z przerzutami do wątroby jelita grubego jest operacja. Jednak resekcja wątroby jest możliwa u mniej niż 20% pacjentów. Chirurgia jest szeroko stosowana w połączeniu z radiofrekwencją, krioterapią lub mikrofalami w celu rozszerzenia liczby zabiegów wykonywanych z zamiarem leczniczym. Niemniej jednak udokumentowano kilka ograniczeń związanych ze stosowaniem tych technik (tj. traumatyczne nakłucie miąższu, ograniczony rozmiar zmian chorobowych oraz brak możliwości monitorowania leczenia w czasie rzeczywistym). Technologia skoncentrowanych ultradźwięków o wysokiej intensywności (HIFU) może zapewnić precyzyjną ablację tkanek biologicznych bez nacięć i promieniowania. Obecne urządzenia HIFU opierają się na podejściu pozaustrojowym z ograniczonym dostępem do wątroby. Opracowaliśmy urządzenie HIFU przeznaczone do użytku śródoperacyjnego. Zastosowanie głowicy toroidalnej umożliwia szybkość ablacji (10 cm3·min-1) wyższą niż jakikolwiek inny zabieg i jest niezależna od perfuzji.
Wykonalność, bezpieczeństwo i dokładność śródoperacyjnej ablacji HIFU zostały ocenione podczas prospektywnego badania z ablacją i resekcją. To badanie kliniczne fazy I i IIa przeprowadzono u pacjentów poddawanych hepatektomii z powodu przerzutów do wątroby. Zabieg HIFU wykonano na zdrowej tkance przeznaczonej do resekcji. Przerzuty do wątroby o wielkości mniejszej niż 20 mm będą celem badań w fazie IIb (obecnie trwającej). Taka konfiguracja umożliwia ocenę ablacji HIFU w czasie rzeczywistym, jednocześnie chroniąc uczestniczących pacjentów przed wszelkimi niepożądanymi skutkami związanymi z tą nową techniką.
Piętnastu pacjentów zostało włączonych do fazy I-IIa i 30 ablacji HIFU zostało bezpiecznie wykonanych w ciągu 40 sekund i z dokładnością 1-2 mm. Średnie wymiary ablacji HIFU wynosiły 27,5 x 21,0mm2, co odpowiada objętości około 7,5cm3. Celem trwającej fazy IIb jest ablacja przerzutów o średnicy mniejszej niż 20 mm z zapasem 5 mm.

Włączenie piętnastu pacjentów odbyło się w okresie od marca 2010 do listopada 2011 roku. Sześciu pacjentów włączono w fazie I. Sześciu pacjentów włączono w kroku 1 fazy IIa. Trzech pacjentów włączono w kroku 2 fazy IIa. Wszystkim pacjentom wykonano prawą lub rozszerzoną prawą hepatektomię. Faza IIb trwa obecnie i jej wyniki nie są opisane. Kompletne wyniki faz I i IIa zostały opublikowane wcześniej14.
Faza I:
Łącznie w sześciu pacjentach z fazy I wykonano dwanaście udanych ablacji HIFU (Rycina 5). U każdego z 6 pacjentów wykonano jedną powierzchowną i jedną głęboką ablację HIFU. Głębokie zmiany po ablacji HIFU umieszczono w średniej głębokości 12 ± 2 (10–20) mm, co odpowiadało średniej odległości ogniskowej 22 ± 2 (20–40) mm (Rycina 3a). Średnia odległość między torebką Glissons’a a ablacją HIFU wynosiła średnio 7 ± 4 (2–13) mm. Aseptyka nie została naruszona u żadnego z pacjentów podczas przygotowania i stosowania urządzenia. Nie stwierdzono zmian w tkankach otaczających po ablacji HIFU. Nie zaobserwowano istotnych zmian parametrów oddechowych i hemodynamicznych. Czas trwania zabiegu HIFU wynosił średnio 15 ± 7 (9–27) min. Sonda obrazująca ultradźwiękowo zintegrowana z urządzeniem HIFU pozwala na wizualizację średnio 88% (95% CI: 67 do 100%) z 15 wcześniej określonych obszarów.
Faza IIa:
U pierwszych trzech pacjentów z etapu 1 znacznik metalowy nie został uwzględniony w lesjach HIFU w jednym z sześciu zabiegów ablacji. Po przeanalizowaniu przebiegu procedury stwierdzono, że pedunku Glissona został pomylony ze znacznikiem metalowym (Rycina 6). Zgodnie z wymogami projektu badawczego włączono dodatkowo trzech pacjentów, a wszystkie sześć dodatkowych lesji HIFU zostało poprawnie utworzonych wokół sześciu metalowych znaczników. Ponieważ osiągnięto główny cel etapu 1, komitet kierowniczy zatwierdził kontynuację badania.
Celem kroku 2 było wykonanie ablacji w odległości 7,5 mm od metalowego znacznika. Uzyskano sześć ablacji w odległości 7,0 ± 2,3 (4,3–9,8) mm, co wykazało możliwość ochrony obszaru przed uszkodzeniem. Procedura była bezpieczna, aseptyka nie została naruszona, nie stwierdzono zmian w narządach sąsiednich ani pęknięcia torebki Glissona.
Typowe wtórne cele faz I i IIa:
Wszystkie 30 ablacji HIFU wykonanych u 15 pacjentów miało nieco stożkowy kształt. Średnia długość ablacji HIFU wynosiła 27,5 ± 6 mm. Średnia górna szerokość ablacji HIFU wynosiła 21 ± 3,9 mm. Na obrazach ultrasonograficznych średnia długość ablacji HIFU wynosiła 28,9 ± 4,6 mm, a średnia górna szerokość – 23,9 ± 3,8 mm. Rycina 4b przedstawia współczynnik korelacji rangowej (r = 0,88; p &lt; 0,001; 95% CI, 0,82 do 0,91) między pomiarami makroskopowymi a pomiarami przeprowadzonymi za pomocą obrazów ultrasonograficznych.
Rycina 7 przedstawia zdolność systemu obrazującego do wizualizacji przerzutów. Rycina 7a oraz 7c pokazują przykłady dwóch przerzutów zobrazowanych za pomocą sondy ultrasonograficznej zintegrowanej z urządzeniem HIFU. Rycina 7b oraz 7d przedstawiają odpowiadające im przerzuty zaobserwowane w badaniu makroskopowym po zabiegu chirurgicznym. Obszar ogniskowania HIFU został nałożony na sonogram i wyświetlony w interfejsie użytkownika, co umożliwiło precyzyjne umieszczenie miejsca ablacji (Rycina 7a).
Jak pokazano na Rysunku 8, granica między leczonym a nieleczonym wątrobą była bardzo ostra (około 200 µm). Wokół wszystkich ablacji HIFU występował halo z tkanki zastołowej. Badanie mikroskopowe potwierdziło jednorodną nekrozę we wszystkich ablacjach HIFU. Ponieważ między ablacją HIFU a hepatektomią upływało zaledwie 1–2 godziny, nie było możliwe zaobserwowanie oznak apoptozy. Jednak we wszystkich ablacjach HIFU zaobserwowano wyraźne zmiany w hepatocytach. Analiza mikroskopowa potwierdziła jednorodne ablacje we wszystkich przypadkach, szczególnie wokół naczyń (Rysunek 8).
<img alt="Zestaw narzędzi chirurgicznych z rurkami do przesyłania płynów medycznych oznaczonych literami a–d na sterylnej tacy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 1"> 
Rycina 1: Przygotowanie urządzenia HIFU. Urządzenie HIFU przygotowano, nakrywając sterylizowany sondę HIFU sterylną kopertą zawierającą ciecz sprzęgającą do ultradźwięków. (a) Na tym obrazku pokazano przetwornik HIFU przykryty sterylną kopertą. (b) Na tym obrazku pokazano rurkę obwodu chłodzącego. (c) Na tym obrazku pokazano złącze zasilania elektrycznego. (d) Na tym obrazku pokazano złącze sondy do obrazowania ultradźwiękowego. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Zabieg chirurgiczny z użyciem sprzętu medycznego, oznaczone elementy (a) i (b), rękawiczki i sterylne przygotowanie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 2"> 
Rycina 2: Zastosowanie sondy HIFU. Sondę HIFU trzymano w ręce i doprowadzano do kontaktu z powierzchnią wątroby. (a) Na tym panelu przedstawiono sondę HIFU. (b) Położenie sondy HIFU w chwili ablacji zaznaczono na wątrobie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Analiza ultradźwiękowa, skan poprzeczny, pomiar odległości 30,1 mm, wyniki obrazowania diagnostycznego." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 3"> 
Rysunek 3: Proces celowania. (a) Interfejs użytkownika pokazywał położenie ogniska HIFU nałożone na sonogram, co umożliwiało dokładne umieszczenie miejsca ablacji w tkankach. (b) Natychmiast po ekspozycji na HIFU chwilowo (przez około 1 minutę) pojawiła się chmura wrzenia w miejscu zmiany. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obraz ultrasonograficzny z wykresem korelacji; wymiary na sonogramach a patologia makroskopowa (r=0,88, p&lt;0,001)." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 4"> 
Rysunek 4: Monitorowanie. Po zagotowaniu pojedyncza zmiana pojawiła się na sonogramie jako strefa hiperechogeniczna w centrum i strefa hipoechogeniczna na brzegach. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Porównanie tkanek; wynik eksperymentu z oznaczeniami skali; analiza badań biomedycznych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 5"> 
Rysunek 5: Wizualizacja makroskopowa dwóch ablacji HIFU. Ablacje HIFU były wyraźnie widoczne w badaniu makroskopowym. (a) Ten panel przedstawia typową ablację HIFU. (b) Ten panel pokazuje przykład zmiany HIFU powstałej w kroku 1 fazy IIa. Celem było trafić w metalowy znacznik. Kształt i jednorodność ablacji nie zostały zmienione przez obecność żył wątrobowych. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Lędźwie HIFU na próbce tkankowej; oznaczony metalowy pedunkuł Glissona; wynik eksperymentalny." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig6.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 6"> 
Rycina 6: Wizualizacja makroskopowa ablacji HIFU wykonanej w fazie IIa. W jednym przypadku znacznik metalowy nie został uwzględniony w HIFU. Po przeanalizowaniu dokumentacji zabiegu stwierdzono, że pedunkuł Glissona został pomylony ze znacznikiem metalowym. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Obrazowanie ultradźwiękowe i biopsja tkanki jako prezentacja dla badań; statyczne i dynamiczne widoki analizy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig7.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 7"> 
Rysunek 7: Wizualizacja przerzutów za pomocą zintegrowanej sondy do obrazowania ultradźwiękowego. Obrazy (a) i (c) przedstawiają przykłady dwóch przerzutów uchwyconych przy użyciu sondy do obrazowania ultradźwiękowego, zintegrowanej z urządzeniem HIFU. Obrazy (b) i (d) pokazują odpowiadające im przerzuty obserwowane makroskopowo po zabiegu chirurgicznym. (a) Interfejs użytkownika wyświetlał położenie ogniska HIFU nałożone na sonogram, co pozwalało dokładnie określić miejsce ablacji w tkance oraz ocenić, czy przerzut zostanie objęty marginesami bezpieczeństwa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig7large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Komórki wątroby po leczeniu i bez leczenia pod mikroskopem; porównanie histologii, analiza struktury komórkowej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57964/57964fig8.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 8"> 
Rycina 8: Badanie histopatologiczne po ablacji HIFU. Na tym panelu przedstawiono reprezentatywne badanie wątroby z zastosowaniem barwienia H&amp;E. Obserwuje się wyraźne ograniczenie między wątrobą poddaną leczeniu a nieleczoną, z zaobserwowanymi znacznymi zmianami w hepatocytach. Powiększenie wynosi 200x. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57964/57964fig8large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Tutaj prezentujemy prospektywne badanie metodą ablacji i resekcji, aby ocenić wykonalność, bezpieczeństwo i dokładność śródoperacyjnej ablacji ultradźwiękowej o wysokiej intensywności u pacjentów poddawanych hepatektomii z powodu przerzutów do wątroby.

Ocena wykonalności, bezpieczeństwa i dokładności śródoperacyjnego urządzenia ultrasonograficznego o wysokiej intensywności do leczenia przerzutów do wątroby

Today, the only potentially curative option in patients with colorectal liver metastases is surgery. However, liver resection is feasible in less than 20% ...

To urządzenie medyczne, które wykorzystuje skoncentrowane ultradźwięki, może zapewnić nową opcję terapeutyczną dla pacjentów z nieoperacyjnymi przerzutami do wątroby. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala ona na uzyskanie szybkich, bezpiecznych, szeroko tolerowanych dużych ablacji wątroby po nakłuciu i dostępnych wskazówkach dotyczących obrazowania ultrasonograficznego. Przygotowanie urządzenia HIFU zademonstruje Marie Jo, wyspecjalizowana pielęgniarka z sali operacyjnej.Po zdezynfekowaniu miejsca nacięcia za pomocą noża monopolarnego należy wykonać laparotomię u znieczulonego pacjenta. I użyj nożyczek, aby uwolnić wątrobę z przyczepów otrzewnowych i naczyniowych. W celu przygotowania urządzenia należy przykryć wysterylizowaną sondę HIFU dedykowaną sterylną kopertą zawierającą sterylny płyn do sprzęgania ultradźwięków.Umieść ochronną gąbkę z gazy brzusznej o wymiarach 20 na 20 centymetrów z gwintami wykrywalnymi promieniami rentgenowskimi pod docelowym obszarem, aby zahamować rozprzestrzenianie się ultradźwięków i niezamierzone uszkodzenie HIFU sąsiednich narządów. Doprowadzić sondę HIFU do kontaktu z powierzchnią wątroby. Przesuwaj sondę HIFU po powierzchni wątroby, aż pozycja oczekiwanej ablacji HIFU, reprezentowana przez biały stożek nałożony na sonogram, znajdzie się we właściwym miejscu.Zachowaj ostrożność przy umieszczeniu oczekiwanej ablacji HIFU, ponieważ wzrost temperatury będzie taki sam w normalnych tkankach i tkankach wewnętrznych i wzrośnie powyżej 80 stopni Celsjusza, prowadząc do natychmiastowej śmierci komórek w obu tkankach. Aby aktywować ekspozycję HIFU, aktywuj każdy emiter tą samą fazą na 40 sekund. Ponieważ obrazy resekcji ultrasonograficznej nie są zsynchronizowane z ekspozycjami HIFU, zakłócenia są widoczne na sonogramie podczas ablacji.Wrzenie obserwuje się w tkankach wątroby leczonych podczas pojedynczej ekspozycji na HIFU, przy czym chmura abolicji pojawia się zwykle przez około minutę w miejscu zmiany. Pojedyncza zmiana pojawi się na sonogramie jako strefa hiperechogeniczna w jej środku i strefa hipoechogeniczna na jej granicach. Następnie zresetuj wątrobę za pomocą zacisku Kelly'ego, aby zmiażdżyć miąższ wątroby.I użyj nożyczek, aby wydobyć zaznaczoną tkankę. Następnie zamknij nacięcie zgodnie ze standardowymi protokołami. Użyj markera chirurgicznego, aby wskazać położenie osi akustycznej sondy HIFU na powierzchni wątroby i użyj zintegrowanej sondy do obrazowania ultrasonograficznego, aby zmierzyć wymiary ablacji HIFU wzdłuż dwóch płaszczyzn ortogonalnych po każdej ekspozycji na HIFU.Po operacji należy użyć skalpela do oddzielenia ablacji HIFU od obszarów przerzutów do wątroby jelita grubego. Wycinanie ablacji wzdłuż osi ekspozycji. Następnie uzyskaj obrazy ablacji do analizy makroskopowej i histologicznej.W badaniu pierwszej fazy udało się stworzyć łącznie 12 ablacji HIFU u sześciu pacjentów fazy pierwszej. Głębokie zmiany HIFU umieszczono na średniej głębokości około 10 milimetrów i do 20 milimetrów. Zgodnie z założeniami projektu badania do badania włączono trzech dodatkowych pacjentów, a wszystkie sześć dodatkowych zmian HIFU zostało prawidłowo utworzonych w ustalonej odległości od wszystkich sześciu markerów metalowych.Przedstawiono tu przykłady dwóch przerzutów zobrazowanych za pomocą sondy do obrazowania ultrasonograficznego zintegrowanej z urządzeniem HIFU oraz te same dwa przerzuty po resekcji. Obszar ogniskowy HIFU został nałożony na sonogram i wyświetlony w interfejsie użytkownika, co umożliwiło precyzyjną identyfikację lokalizacji przerzutów. Rozgraniczenie między wątrobą leczoną i nieleczoną jest bardzo ostre, z około 200-mikrometrową aureolą zastoinowych tkanek wokół wszystkich ablacji HIFU.To nowe urządzenie HIFU bezpiecznie osiąga dużą objętość ablacji wątroby w ciągu 40 sekund z precyzją jednego i dwóch milimetrów, którą można łatwo zidentyfikować w obrazowaniu ultradźwiękowym i za pomocą mierzalnych śladów. Te wstępne wyniki kliniczne uzasadniały kolejne kroki w rozwoju klinicznym, w których podejmiemy próbę ablacji HIFU na małych przerzutach o średnicy mniejszej niż 30 milimetrów z zapasem bezpieczeństwa wynoszącym pięć milimetrów w zdrowej wątrobie okołochorobowej. Jeśli zdolność do celowania w przerzuty do wątroby zostanie potwierdzona podczas fazy 2B, następnym krokiem będzie zaprojektowanie wieloośrodkowej grupy pacjentów leczonych z zamiarem wyleczenia przy użyciu tego nowego urządzenia HIFU.

evaluation-feasibility-safety-accuracy-an-intraoperative-high

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Badania nad rakiem

Insonacja mikropęcherzyków jest obiecującą strategią ablacji guzów przy zredukowanej średniej mocy akustycznej, a także ukierunkowanego dostarczania leków. Celem niniejszego badania jest opracowanie strategii impulsowania ultradźwiękami o niskim cyklu pracy oraz nanonośników w celu maksymalizacji nietermicznej ablacji mikro naczyniowej i dostarczania ładunku do podskórnych glejaków C6.

Porównanie ukierunkowanego leczenia glejaków u myszy z wykorzystaniem ultradźwięków poprzez dostarczanie nanocząsteczek z lekiem oraz ablację mikro naczyniową

Opisano procedurę termicznej ablacji guza. Szczegółowo przedstawiono cały proces, w tym planowanie przedzabiegowe i badania obrazowe, znieczulenie, techniki wspomagające ułatwiające dostęp przezskórny, naprowadzanie urządzenia do ablacji na guz pod kontrolą obrazowania, zabieg termiczny, opiekę pozabiegową oraz monitorowanie pacjenta.

Ablacja termiczna w leczeniu guzów jamy brzusznej

Ten artykuł opisuje monitorowanie w czasie rzeczywistym ablacji HIFU w wątrobie psa za pomocą obrazowania ultradźwiękowego z dużą liczbą klatek na sekundę przy użyciu obrazowania fal dywercyjnych i płaskich. Obrazowanie ruchu harmonicznego dla zogniskowanych ultradźwięków służy do obrazowania zmniejszenia przemieszczenia wywołanego siłą promieniowania akustycznego w obszarze poddanym ablacji.

Monitorowanie w czasie rzeczywistym ablacji zogniskowanych ultradźwięków o wysokiej intensywności (HIFU) wątroby psów in vitro przy użyciu obrazowania ruchu harmonicznego dla zogniskowanych ultradźwięków (HMIFU)

Selektywne uszkodzenie ludzkich komórek białaczkowych można osiągnąć dzięki nowatorskiemu podejściu polegającemu na stosowaniu ultradźwięków o niskiej częstotliwości, zarówno z chemioterapeutycznym leczeniem białaczkowym i prawidłowymi komórkami krwiotwórczymi, jak i bez niego.

Generowanie i analiza ilościowa pulsacyjnych ultradźwięków o niskiej częstotliwości w celu określenia wrażliwości sonicznej nieleczonych i leczonych komórek nowotworowych

Niskointensywna pulsacyjna stymulacja ultradźwiękowa (LIPUS) to metoda nieinwazyjnej mechanicznej stymulacji komórek endogennych lub inżynieryjnych o wysokiej rozdzielczości przestrzennej i czasowej. W tym artykule opisano, jak wdrożyć LIPUS do mikroskopu epifluorescencyjnego i jak zminimalizować niedopasowanie impedancji akustycznej wzdłuż ścieżki ultradźwięków, aby zapobiec niepożądanym artefaktom mechanicznym.

Multipleksowa zogniskowana stymulacja ultradźwiękowa z mikroskopią fluorescencyjną

To badanie opisuje protokół do oceny dokładności celowania w płaszczyźnie ogniskowej ultradźwiękowego systemu phased-array o wysokiej intensywności pod kontrolą ultradźwięków.

Ocena dokładności celowania w płaszczyźnie ogniskowej dla sterowanego ultradźwiękami systemu Phased-array o wysokiej intensywności

Prezentowany tutaj jest protokół do użycia kontrolowanej hipertermii, generowanej przez ultradźwięki o wysokiej intensywności sterowane rezonansem magnetycznym, do wywołania uwalniania leku z liposomów wrażliwych na temperaturę w modelu myszy mięsaka prążkowanokomórkowego.

Hipertermia ultradźwiękowa o wysokiej intensywności sterowana rezonansem magnetycznym: wykonalna metoda leczenia w modelu mysiego mięsaka prążkowanokomórkowego

Ten protokół opisuje laparoskopową resekcję przerzutów raka jelita grubego do wątroby w połączeniu z ablacją mikrofalową pod kontrolą ultradźwięków. Technika ta może bezpiecznie, skutecznie i dokładnie leczyć oporne na leczenie przerzuty do wątroby &lt;3 cm, zmniejszać powikłania pooperacyjne i przyspieszać rehabilitację pooperacyjną pacjentów.

Zastosowanie laparoskopowej hepatektomii w połączeniu ze śródoperacyjną ablacją mikrofalową w raku jelita grubego Przerzuty do wątroby

Zdolność klonów przerzutowych do kolonizacji odległych miejsc zależy od ich zdolności do proliferacji i/lub zdolności do przetrwania w mikrośrodowisku gospodarza bez znaczącej proliferacji. W tym miejscu przedstawiamy model zwierzęcy, który umożliwia ilościową wizualizację obu typów kolonizacji wątroby przez klony z przerzutami.

Zaawansowany zwierzęcy model przerzutów jelita grubego w wątrobie: techniki obrazowania i właściwości klonów z przerzutami

Tutaj prezentujemy protokół wykorzystania wspomaganego ultradźwiękami wstrzykiwania komórek nerwiaka zarodkowego (NB) i mięsaka Ewinga (ES) (ustalone linie komórkowe i komórki nowotworowe pochodzące od pacjenta) w biologicznie istotnych miejscach do tworzenia wiarygodnych modeli przedklinicznych do badań nad rakiem.

Wykorzystanie implantacji komórkowej sterowanej tkankami pod kontrolą ultradźwięków do ustalenia biologicznie istotnych ksenoprzeszczepów nowotworowych z przerzutami

Poznaj zastosowanie śródoperacyjnej ablacji ultradźwiękowej HIFU w leczeniu przerzutów do wątroby. Technika ta umożliwia precyzyjne, bezpieczne i szybkie niszczenie zmian nowotworowych pod kontrolą obrazowania USG.

Ocena wykonalności, bezpieczeństwa i dokładności śródoperacyjnego urządzenia ultrasonograficznego o wysokiej intensywności do leczenia przerzutów do wątroby (Wideo) | JoVE Journal

Ocena wykonalności, bezpieczeństwa i dokładności śródoperacyjnego urządzenia ultrasonograficznego o wysokiej intensywności do leczenia przerzutów do wątroby

Przeglądaj więcej filmów