Kryochirugische Sonden mit geometrisch angepaßten Hochfrequenzspulen für die Kernspintomographie (MR) zur exakten Kontrolle der interstitiellen Therapie

• Applicant: Professor Dr. Günter Rau
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5155190

In der Kryochirurgie wird krankhaftes Gewebe (Tumoren) durch lokale Abkühlung (Eisbildung) zerstört. Diese Therapie wird sowohl äußerlich angewendet (Dermatologie) als auch innerlich (Urologie, Proktologie, Gynäkologie, Pneumologie). Neue minimal invasive Methoden zeichnen sich ab, in denen Kryosonden direkt in das Gewebe (interstitiell) eingeführt werden. Hierzu ist jedoch zunächst eine Möglichkeit der Bildgebung und Therapieüberwachung zu schaffen, da die Eisausbreitung im Gewebe nicht direkt optisch beobachtet und kontrolliert werden kann.Im beantragten Vorhaben sollen zunächst die grundlegenden Mechanismen bei der Schädigung von Zellen und Geweben im Verlauf einer kryochirurgischen Behandlung untersucht werden. Mit gesicherten physiologischen Kenntnissen können dann neue klinische Anwendungsmöglichkeiten erschlossen werden (z.B. hier speziell die minimal invasive Kryotherapie von Lebergewebe, aber auch Hirn- oder Prostatagewebe). Über die allgemein bekannten Untersuchungen zum Verhalten isolierter Zellen bei Kälteanwendung hinaus sollen hier die Zellen im Zellverband im In-vitro-Modell und in vivo nach Kälteanwendung untersucht werden, da während einer Kryotherapie wesentliche zusätzliche Einflüsse durch den Gewebeverband und die Zellversorgung (Vaskulärsystem) zu erwarten sind. Insbesondere sollen die Kühlrate, die Erwärmungsrate und die lokalen Minimaltemperatur sowie die Dauer der Exposition bei dieser Temperatur (Haltezeit) analysiert werden.Im zweiten Teil des hier beantragten Vorhabens sollen unter kernspintomographischer (MR-) Kontrolle In-vivo-Versuche im Tiermodell zur quantitativen Vermessung der Eisausbreitung um die Kryosondespitze während einer minimal invasiven interstitiellen Kryotherapie durchgeführt werden. Hierzu sollen zunächst klinisch einsetzbare MR-taugliche Kryosonden entwickelt werden, die eine artefaktfreie Bildgebung ermöglichen. Die Eisausbreitung soll außerdem mit geometrisch speziell angepaßten Hochfrequenzspulen in vivo unter MR-Kontrolle mit erhöhter räumlicher und zeitlicher Genauigkeit erfaßt werden. Die so erhaltenen Bilddaten können dann hinsichtlich der lokalen Kälteanwendung ausgewertet werden. Parallel soll die Schädigung des in vivo kryochirurgisch behandelten Gewebes histologisch und histopathologisch untersucht und verglichen werden.Für die interstitielle Kryotherapie ergibt sich so indirekt die Möglichkeit, lokale Temperaturverläufe zu ermitteln (lokale Kühl- und Erwärmungsraten) und mit der lokalen Gewebezerstörung zu korrelieren. Diese Methode soll erstmals eine genaue Untersuchung der minimal invasiven (perkutanen) interstitiellen kryotherapeutischen In-vivo-Anwendung und der zugrundeliegenden Schädigungsmechanismen ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Rolf W. Günther; Ingo Heschel; Privatdozent Dr. Josef Tacke