Histologische Auswertung der multipolaren Radiofrequenzablation am Schweinemodell in vivo

Abstract

Einleitung: Die Radiofrequenzablation (RFA) ist eine minimalinvasive In-situ-Ablationsmethode und wird als Alternative zur Leberteilresektion bei der Behandlung maligner Lebertumore angewandt. Essentiell für den Therapieerfolg ist die vollständige Ablation des Tumors. Problematisch ist hierbei, dass durch die natürliche Leberperfusion vaskuläre Kühleffekte entstehen, die eine unvollständige Tumordestruktion zur Folge haben können. Zudem basiert die Ablationsauswertung durch bildgebende Verfahren weitgehend auf makroskopischen Studien. Aussagen über die vollständige Tumorzellzerstörung sind daher nur indirekt möglich. Eine histologische Auswertung vaskulärer Kühleffekte und die Validierung einer makroskopischen Ablationsbeurteilung durch die Histologie sind deshalb erforderlich. In der vorliegenden Arbeit soll dabei der Einfluss einer temporären Unterbrechung der Leberperfusion (Pringle-Manöver) und der einer Abstandsverringerung zwischen den einzelnen Applikatoren bei der klinisch überwiegend im multipolaren Modus angewandten RFA makroskopisch und histologisch evaluiert werden. Methoden: Drei intern gekühlte bipolare Applikatoren wurden mit einer Leistung von 90 W und einer Energiezufuhr von 50 kJ simultan verwendet, um eine multipolare RFA in Lebern von Hausschweinen in vivo durchzuführen. Der Applikatorabstand bei der Versuchsreihe mit Pringle-Manöver betrug 20 mm, bei kontinuierlicher Blutperfusion je 20 mm und 15 mm. Nach Leberentnahme wurden alle Ablationen auf Höhe des größten Querdurchmessers halbiert, fotografiert und histologisch gefärbt. Im Anschluss wurden die Ablationsformen und -flächen makroskopisch und histologisch miteinander verglichen. Zusätzlich erfolgte eine histologische Auswertung aller Gefäße mit einem Durchmesser ≥ 0,5 mm innerhalb des Ablationsareals. Ergebnisse: Es wurden 23 RFA in zwölf Schweinen durchgeführt. Bei den Versuchen mit kontinuierlicher Blutperfusion zeigte sich eine starke Korrelation zwischen der makroskopischen und histologischen Ablationsfläche (p ≤ 0,05). Bei Durchführung eines Pringle-Manövers wurde histologisch eine 44 % größere Ablationsfläche im Vergleich zur Makroskopie beobachtet (1458 mm² versus 2095 mm², p ≤ 0,05). Homogene, konfluierende Ablationsgeometrien konnten durch ein Pringle-Manöver in 100 % der Ablationen und durch einen engen Applikatorabstand von 15 mm in 87,5 % der Ablationen induziert werden. Jedoch führte nur ein Pringle-Manöver zu einer vollständigen Avitalität aller Lebergefäße ≥ 0,5 mm und zu einer zuverlässigen Zerstörung des perivaskulären Lebergewebes innerhalb des Ablationsareals. Schlussfolgerung: Allein die Durchführung eines Pringle-Manövers führt zu homogenen, konfluierenden Ablationen, die sich für eine vollständige Destruktion des Lebergewebes einschließlich der Gefäße eignen. Bei einem Pringle-Manöver wird die tatsächliche Ablationsgröße jedoch durch eine makroskopische Flächenauswertung unterschätzt, sodass insgesamt eine erhöhte therapeutische Sicherheit resultiert. Eine makroskopisch gestützte Flächenauswertung ist bei der multipolaren RFA mit kontinuierlichem Gefäßfluss valide.

Introduction: Radiofrequency ablation (RFA) is a minimally invasive in situ procedure that can be utilized as an alternative treatment for liver malignancies. However, cooling effects originating from the natural liver perfusion can result in an incomplete tumor destruction. Additionally, the ablation evaluation through imaging modalities is primarily based on macroscopic studies. Therefore, statements about certain tumor cell death are only indirectly viable. Consequently, a validation of a macroscopic ablation evaluation through histology and a systematic histological assessment of vascular cooling effects are necessary. The aim of this study was to macro- and micromorphologically evaluate how a vascular occlusion of the liver (Pringle maneuver) and a distance reduction between the applicators affect multipolar RFA. Methods: Three bipolar and internally cooled electrodes with a power of 90 W and an energy input of 50 kJ were simultaneously used to perform multipolar RFA in porcine livers in vivo. The applicator distance was set to 20 mm when a Pringle maneuver was performed. Test series with continuous vascular flow were planned with an applicator distance of both 20 mm and 15 mm. After liver explantation the ablations were photographed for a macroscopic evaluation and subsequently histologically stained. A macro- and micromorphological assessment of each ablation was conducted by comparing ablation forms and areas. All vessels ≥ 0.5 mm were histologically analyzed within each ablation area. Results: 23 RFA were generated in twelve domestic pigs. Macromorphological and histological analysis showed a significant correlation regarding ablation area when there was continuous blood flow (p ≤ 0.05). In comparison to the histological analysis, the size of the ablation area was macroscopically underestimated by 44 % (1458 mm² versus 2095 mm², p ≤ 0.05) when a Pringle maneuver was performed. Homogenous and confluent ablation forms could be induced by a Pringle maneuver (100 % of the ablations) or by a distance reduction between the applicators to 15 mm (87,5 % of the ablations). However, only a Pringle maneuver led to complete ablation of all vessels ≥ 0.5 mm and perivascular liver tissue within the central ablation zone. Conclusion: Only a Pringle maneuver leads to homogenous and confluent ablations which are adequate for a complete destruction of liver tissue and including vessels. When a pringle maneuver is performed the actual size of the ablation is underestimated through a macroscopic assessment. An evaluation of the ablation area based on macroscopic findings is valid if there is continuous blood flow.