Gewebeablation in der Niere mittels irreversibler Elektroporation (IRE): Simulationsgestützte Behandlungsplanung, Bildgebung und Histologische Korrelation in einem Tiermodell

Problemstellung: Die irreversible Elektroporation (IRE) ist ein nichtthermisches Ablationsverfahren, das vaskuläre Strukturen und das harnableitende System der Niere intakt belässt. Wir evaluierten die Zuverlässigkeit simulationsgestützter Behandlungsplanung renaler IRE im Vergleich mit empirischen Ergebnissen der Computertomografie (CT) und Histologie in einem Tiermodell.

Patienten und Methoden: Die Größe und Form von Ablationszonen für 6 verschiedene IRE Parametersets (70 – 90 Pulse, 2000 – 2700V, 70 – 100µs, mono- und bipolare Elektroden) wurde mithilfe eines numerischen Modells berechnet. Unter Verwendung derselben Parametersets wurden 35 CT-gestützte, perkutane renale IRE Ablationen in 6 Yorkshire Schweinen durchgeführt. Multiphasische, kontrastverstärkte CT-Scans der Nieren wurden nach 4 Stunden, nach einem, 14 und 28 Tagen durchgeführt. Gewebeproben von jeweils 2 Tieren wurden nach einem, 14 und 28 Tagen histologisch analysiert.

Ergebnisse: Im Vergleich mit den geplanten Ablationszonen ergaben CT-Messungen eine Größe von 81 ± 18% (4 Stunden, p ≤0,05) bzw. 115 ± 18% (Tag 1, p ≤0,09) für monopolare Elektroden und 190 ± 33% (4 Stunden, p ≤0,001) bzw. 234 ± 12% (Tag 1, p ≤0,0001) für bipolare Elektroden. Ablationszonen zeigten eine signifikante Größenzunahme zwischen den CT-Scans nach vier Stunden und einem Tag und eine signifikante Größenabnahme nach 14 und 28 Tagen. Die Histologie zeigte eine komplette Ablation des Nierenparenchyms in der zentralen Ablationszone und erhaltene Blutgefäße und Glomeruli in der Peripherie. Die Integrität des harnableitenden Systems war nicht beeinträchtigt.

Schlussfolgerung: Die simulationsgestützte Planung von Ablationen unterschätzte die Größe von Ablationszonen im Vergleich mit CT-Messungen, allerdings waren histologische Ablationseffekte in der Peripherie der Ablationszone inkomplett.