MR-gesteuerter fokussierter Ultraschall
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rumm1 · A. Napoli2 · M. Peller1 · D.-A. Clevert1 · R. Stahl1 · M. Reiser1 M. Matzko3 1 Institut für Klinische Radiologie, Klinikum der
Ludwig-Maximilians-Universität München-Großhadern, München 2 Abteilung für Radiologie (Department of Radiological Sciences),
MRgFUS and Cardiovascular Imaging Unit, Sapienza Universität Rom, Rom 3 Abteilung für diagnostische und interventionelle Radiologie, Klinikum Dachau, Dachau
MR-gesteuerter fokussierter Ultraschall Aktuelle und potenzielle Indikationen
Hochintensiver fokussierter Ultraschall (FUS, HIFU) unter bildgebender Kontrolle durch die Magnetresonanztomographie (MRgFUS, MR-HIFU) ist ein nichtinvasives Verfahren zur präzisen Thermoablation eines Zielgewebes unter gleichzeitiger Schonung von benachbarten Geweben und Organen. Im folgenden Artikel werden aktuelle klinische Applikationen sowie zukünftige Anwendungsmöglichkeiten des MRgFUS dargestellt. Zum besseren Verständnis werden einleitend die technischen Grundlagen des fokussierten Ultraschalls sowie der MRT-Steuerung (Planung, Thermometrie-Monitoring und Erfolgskontrolle) basierend auf der Übersichtsarbeit von Jenne et al. [16] zusammenfassend aufgeführt.
Technisches Prinzip Therapeutische Ultraschallwellen sind in der Lage, die Haut und tieferliegende Gewebeschichten ohne deren Schädigung bis zu ihrer Zielregion zu durchdringen. Durch Fokussierung und abhängig von der Amplitude und der Dauer der Ultraschallimpulse können sich unterschiedliche therapeutisch wirksame Effekte in einem Zielvolumen ergeben. Die Wirkung im Zielvolumen basiert dabei auf mecha-
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Der Radiologe 3 · 2013
nischen Effekten wie der Kavitation sowie thermischen Effekten. Anwendungsbeispiele sind zum einen die klinisch lange etablierte extrakorporale Stoßwellentherapie, bei welcher mechanische Effekte zur Behandlung von Nierensteinen genutzt werden, und zum anderen der FUS, welcher eine thermische Schädigung eines Zielgewebes herbeiführt [16, 22]. Für die FUS-Ablation wird ein piezoelektrischer Schallwandler (Transducer) mit einem Frequenzbereich zwischen 1 und 7 MHz [15] verwendet, um ein fokussiertes Ultraschallfeld in einer bestimmten Zielregion im Patientenkörper zu erzeugen (Sonikation). Im Gewebe werden die Ultraschallwellen zunehmend absorbiert und die akustische Energie in Wärme umgewandelt. Während die hohe Energiedichte innerhalb der Fokuszone innerhalb von Sekunden zu einer Erwärmung über 60°C mit konsekutiver Proteindenaturierung und Koagulationsnekrose führt, bleiben Gewebe in der Umgebung aufgrund der geringen Energiedichte in diesem Bereich unversehrt. Üblicherweise haben die FUS-Thermoablationsläsionen eine elliptisch-zigarrenartige Form und ein relativ kleines Volumen zwischen 50 und 300 mm3. Diese Ablationsläsionen („sonication spots“) sind genau umschrieben. Die Übergangszone zwischen intakten und zerstörten
Zellen ist nur wenige Zellschichten dick, weshalb die Methode auch als fokussierte Ultraschallchirurgie bezeichnet wird. Durch die Kombination multipler Ablationsläsionen können auch irreguläre größere Zielvolumin
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