3-D-Visualisierung in der MRT zur Operationsplanung von Wilms-Tumoren

J. P. Schenk; K.-L. Waag; N. Graf; R. Wunsch; C. Jourdan; W. Behnisch; J. Tröger; P. Günther

doi:10.1055/s-2004-813398

RöFo - Fortschritte auf dem Gebiet der Röntgenstrahlen und der bildgebenden Verfahren, Inhaltsverzeichnis

Rofo 2004; 176(10): 1447-1452
DOI: 10.1055/s-2004-813398

Pädiatrische Radiologie

3-D-Visualisierung in der MRT zur Operationsplanung von Wilms-Tumoren

3D-Visualizition by MRI for Surgical Planning of Wilms TumorsJ. P. Schenk¹ , K.-L Waag² , N. Graf³ , R. Wunsch¹ , C. Jourdan¹ , W. Behnisch⁴ , J. Tröger¹ , P. Günther²

¹Abteilung Pädiatrische Radiologie, Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. J. Tröger)
²Abteilung Kinderchirurgie, Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. K.-L. Waag)
³Abteilung Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin, Universitätsklinik Homburg/Saar (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. N. Graf)
⁴Abteilung Pädiatrische Hämatologie und Onkologie, Universitätskinderklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. A. Kulozik, PhD)

Besonders bedanken möchten wir uns bei Herrn T. Günther von der Firma Volume Graphics für die ausgesprochen gute Zusammenarbeit. In enger Kooperation konnte das Programm VG-Studio Max 1.1 für unsere Fragestellung weiterentwickelt werden. So konnte erreicht werden, dass unter korrekter Berücksichtigung der Orientierung und Position jeder einzelnen Schicht im Patientenkoordinatensystem beliebig viele Datensätze zu einer 3-D-Animation zusammengefasst werden können. Die Segmentierung der einzelnen Strukturen in der dafür jeweils geeignetsten Sequenz führt somit zur optimalen Visualisierung der MRT-Daten.

Abstract

Zusammenfassung

Ziel: Optimierung der OP-Planung von kindlichen Nierentumoren (Wilms-Tumoren, mesoplastisches Nephrom) nach radiologisch gesicherter Verdachtsdiagnose durch interaktive, farbige 3-D-Animation der MRT. Patienten und Methoden: Bei 7 Kindern (1 Junge, 6 Mädchen) mit einem mittleren Alter von 3 Jahren (1 Monat bis 11 Jahre) wurden die MRT-Daten (DICOM) mit Raycasting-based 3-D-Volume-Rendering-Software (VG Studio Max 1.1/volume graphics) bearbeitet. Die abdominellen MRT-Sequenzen (koronale STIR, koronale T1-TSE, axiale T1/T2-TSE, sagittale T2-TSE, axiale und koronale T1-TSE post KM) wurden mit einem 0,5-T-System in 4 - 6 mm Schichtdicke durchgeführt. Ergänzend erfolgte eine Phasenkontrast-Angiographie der großen abdominellen und retroperitonealen Gefäße. Die 3-D-Visualisierung wurde mit einem Notebook vor und während der Operation demonstriert. Ergebnisse: In den 7 Fällen konnte eine virtuelle OP-Planung mit interaktiver 3-D-Animation erfolgen und die Informationen der 3-D-Animation konnten zur OP-Planung verwendet werden. Schwerpunkt der 3-D-Animation sind die Darstellung des Verdrängungseffektes der großen Wilms-Tumoren, die Lagebeziehung zu Nierenhilus und Restniere sowie die topographische Beziehung zwischen Nierentumor und Gefäßen. Als OP-Komplikation ereignete sich eine Tumorkapselruptur. Für den Chirurgen wird eine Übertragung der anatomischen Verhältnisse vom MRT auf den OP-Situs deutlich vereinfacht. Schlussfolgerung: Die 3-D-Visualisierung ermöglicht eine Erweiterung der Befundübermittlung vom Kinderradiologen zum Kinderchirurgen und optimiert somit die OP-Planung von Wilms-Tumoren. Eine Reduktion von OP-Komplikationen wird erwartet.

Abstract

Purpose: To improve surgical planning of kidney tumors in childhood (Wilms tumor, mesoblastic nephroma) after radiologic verification of the presumptive diagnosis with interactive colored 3D-animation in MRI. Materials and Methods: In 7 children (1 boy, 6 girls) with a mean age of 3 years (1 month to 11 years), the MRI database (DICOM) was processed with a raycasting-based 3D-volume-rendering software (VG Studio Max 1.1/Volume Graphics). The abdominal MRI-sequences (coronal STIR, coronal T1 TSE, transverse T1/T2 TSE, sagittal T2 TSE, transverse and coronal T1 TSE post contrast) were obtained with a 0.5T unit in 4 - 6 mm slices. Additionally, a phase-contrast-MR-angiography was applied to delineate the large abdominal and retroperitoneal vessels. A notebook was used to demonstrate the 3D-visualization for surgical planning before surgery and during the surgical procedure. Results: In all 7 cases, the surgical approach was influenced by interactive 3D-animation and the information found useful for surgical planning. Above all, the 3D-visualization demonstrates the mass effect of the Wilms tumor and its anatomical relationship to the renal hilum and to the rest of the kidney as well as the topographic relationship of the tumor to the critical vessels. One rupture of the tumor capsule occurred as a surgical complication. For the surgeon, the transformation of the anatomical situation from MRI to the surgical situs has become much easier. Conclusion: For surgical planning of Wilms tumors, the 3D-visualization with 3D-animation of the situs helps to transfer important information from the pediatric radiologist to the pediatric surgeon and optimizes the surgical preparation. A reduction of complications is to be expected.

Key words

MRI - 3D-visualization - 3D-animation - surgical planning - Wilms tumor - nephroblastoma

Volltext

Referenzen

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Dr. med. Jens-Peter Schenk

Abteilung Pädiatrische Radiologie, Universitätsklinikum Heidelberg

Im Neuenheimer Feld 153

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Telefon: ++ 49/62 21/56-23 30

eMail: jens-peter_schenk@med.uni-heidelberg.de