Kontrastgestützte Sonographie und ultraschallgesteuerte Interventionen

Inhaltsübersicht

Technologische Errungenschaften bei den bildgebenden diagnostischen Verfahren haben der Anwendung und der Indikation ultraschallgesteuerter Interventionen einen neuen Stellenwert verliehen. Kontrastmittel-Ultraschall, die Image-Fusion-Technik und verbesserte Eigenschaften von CT, PET und MRT bieten neue Möglichkeiten in der Behandlung und Diagnostik von Patienten.

Bei der Diagnostik von Leberveränderungen hat sich die Kontrastmittel-Sonographie (CEUS) zu einem entscheidenden Verfahren für die Darstellung und diagnostische Einordnung von fokalen Leberläsionen entwickelt. CEUS verbessert die Sensitivität bei der Feststellung von Veränderungen und ermöglicht eine sofortige Differenzialdiagnose zwischen malignen und benignen Herden wie Hämangiomen und der FNH. Es wird zur Zeit auch untersucht, ob sich außer der Leber weitere Organe für dieses Verfahren eignen.

CEUS scheint im Vergleich mit dem Kontrastmittel-CT für die Beurteilung benigner Leberveränderungen Vorteile zu bieten. Es gibt zeitliche Unterschiede in der Ausprägung des charakteristischen Füllungsmusters bei Hämangiomen (Abb. [1]). Gelegentlich ist die zentripetale Füllung in der arteriellen Phase schon beendet (Abb. [2]), was eine optimale Darstellung im CT beeinträchtigt. CEUS erlaubt die wiederholte Darstellung des Füllungsmusters einer Läsion durch Zerplatzenlassen der Mikrobläschen im untersuchten Gebiet. Nicht alle Herde zeigen jedoch ein typisches Muster. Es gibt Fälle, in denen CEUS multipler oder tief liegender Veränderungen keinen Vorteil bietet. Die US-gesteuerte Biopsie wird aber ohnehin nur in wenigen dieser Fälle benötigt (Abb. [3]).

1a + 1b

Hämangiom. Graduelle zentripetale Füllung im KM-US. a) Arterielle Phase mit Kontrast am Rand der Läsion. b) Späte Phase mit uneinheitlicher zentripetaler Kontrastfüllung.

Haemangioma. US-contrast with gradual centripetal filling pattern. a) Arterial Phase with contrast in rim. b) Late Phase with patchy centripetal contrast filling in the lesion.

2

Hämangiom (Pfeile). Kontrast-US SonoVue 2,4 ml Bolus i.v. and simultaner B-mode/True-Agent-Detection (GE Medical): zentripetale Füllung in nur 4 s.

Haemangioma (arrows). US-contrast SonoVue 2.4 ml bolus i.v. and simultaneously B-mode/True-Agent-Detection (GE Medical): centripetal filling in only 4 sec.

3a + 3b + 3c

Simultaner B-mode/Kontrastmittel-US: Fokale Leberläsion (Pfeil) bei Pankreaskarzinom. a) Arterielle Phase mit Kontrast im Randbereich. b) Portale Phase: zentripitale Kontrastmittelfüllung der Läsion. c) Späte Phase: Läsion mit gleichem Echo wie die Leber. Pfeil: Spitze einer 22 G Ciba-Nadel. Folgerung: Haemangiom, gesichert in Kontrastmittel-US und Biopsie.

Simultaneous B-mode/US-contrast imaging: Focal liver lesion (arrow) in patient with pancreatic cancer. a) Arterial phase with contrast in the rim of the lesion. b) Portal phase: Centripital contrast filling of the lesion. c) Late phase: Lesion iso-echoic with background liver. Note the tip of a 22 G Ciba needle (arrow). Conclusion: Haemangioma, confirmed by US-contrast and biopsy.

Wenn maligne Leberveränderungen nachgewiesen werden, die durch Operation, Radiofrequenzablation oder Chemotherapie behandelt werden müssen, bedürfen sie einer Bestätigung, bevor die Therapie eingeleitet wird. Eine Leberoperation kann auf der Basis von nichtinvasiven bildgebenden Verfahren durchgeführt werden, und die Biopsie bleibt Einzelfällen vorbehalten. Falls der Befund nicht operabel ist, ist eine Biopsie zwingend erforderlich, um vor einer Chemotherapie die Malignität eindeutig nachzuweisen.

Bei der Therapie inoperabler maligner Leberbefunde wird der Ultraschall vermehrt zur Steuerung bei der Radiofrequenzablation (RF) oder ähnlichen Methoden eingesetzt (Laser, Kryotherapie, Mikrowellen), entweder perkutan, laparoskopisch, während der Laparatomie oder in Kombination mit der Leberchirurgie. Die Sonographie ist die am häufigsten angewandte Lokalisationsmethode. Die Entwicklung von Geräten zur Ultraschallsteuerung schreitet rasch voran, und die Anwendung von CEUS vor und nach der Ablation verbessert die Therapieergebnisse (Abb. [4]-[6]).

4a + 4b

Lebermetastasen vor Radiofrequenzablation. a) B-mode, b) Kontrast-US, periphere Aktivität in der arteriellen Phase.

Liver metastasis before RF Ablation. a) B-mode, b) Contrast US, peripheral activity in the arterial phase.

5a + 5b

Lebermetastasen, unverstärkter US. Läsion mit RF-Cluster-Nadel (Pfeil) vor (a) und nach RF (b).

Liver metastasis, non-enhanced US. a) Lesion with RF cluster needle (arrow) before and b) with hyperechoic gas after RF.

6a + 6b

Lebermetastasen nach RF. Behandelter Bereich a) in B-mode, b) in Kontrast-US (arterielle Phase) ohne vaskuläre Aktivität.

Neue Bildfusionstechniken wie das PET/CT verbessern zweifelsohne die Sensitivität bei der Darstellung maligner Veränderungen; sie führen allerdings auch zu neuen falsch positiven Ergebnissen, die dann durch Biopsie bestätigt werden müssen. Bildfusion von PET, CT und US bzw. MR und US sind technisch möglich, bisher nach unserer Information aber kommerziell nur von einem Anbieter erhältlich. Ohne Zweifel wird die Fusion von Ultraschall mit anderen Verfahren allgemein verfügbar werden und die Nachfrage nach ultraschallgesteuerten Eingriffen erhöhen.

Die Differenzierung zwischen Pankreatitis und Pankreaskarzinom könnte durch die Anwendung von CEUS optimiert werden. CEUS könnte kleine, in entzündlichem Gewebe eingebettete Karzinome nachweisen, möglicherweise auch Lymphome und uncharakteristische Veränderungen im Retroperitoneum, Beckenraum und and der Milz, was in den meisten Fällen ultraschallgesteuerte Biopsien erfordert.

Spezielle Ultraschallsonden für die endoskopische und endoluminale Untersuchung in Verbindung mit der CEUS-Technik werden mit anderen Verfahren kombiniert werden und eine breite Palette neuer diagnostischer und therapeutischer Optionen bei Erkrankungen der Prostata sowie des gynäkologischen und gastrointestinalen Bereichs eröffnen. Die Ultraschallsteuerung der interstitiellen Brachytherapie beim Prostatakarzinom wird seit Jahren angewandt, von manchen Ärzten auch beim Analkarzinom. Wenn die Ultraschalldaten in die Software zur Dosiskalkulation übernommen werden, stehen die Ultraschallergebnisse für die Therapieplanung direkt zur Verfügung.

Die klassischen Indikationen werden sich verändern, aber die interventionelle Sonographie wird mehr und mehr an Bedeutung gewinnen und komplexere und speziellere Techniken umfassen. Der bevorstehende Kongress der Euroson School of EFSUMB - 9th International Congress on Interventional Ultrasound - in Kopenhagen vom 12.-14. Juni 2006 wird sich mit diesen Themen befassen. Dem interventionellen Ultraschall gebührt ein engagiertes Forum für die Ausbildung, die Diskussion von Kontroversen und die Präsentation von neuen Entwicklungen.

Es ist erstaunlich, was man mit einer Nadel alles machen kann!

Contrast Enhanced Ultrasonography and US-guided interventions

Technological achievements in diagnostic imaging modalities have given a new edge about the use of and indication for US-guided interventions. Ultrasound (US) contrast medias, Image Fusion techniques and improved features of CT, PET and MR gain new possibilities in patient management and diagnostic capabilities.

Contrast enhanced ultrasonography (CEUS) has evolved to be a decisive factor in liver imaging to detect and classify focal lesions. CEUS increase the sensitivity of the detection of lesions and enables immediate differential diagnosis between malignant versus benign lesion such as haemangiomas and FNH. Other organs than the liver are under current evaluation for similar benefits.

CEUS seems advantageous compared with contrast enhanced CT in evaluation of benign liver lesions. Haemangiomas vary in the time it takes to present its characteristic filling-pattern (Fig. [1]). In some cases the centripetal filling is over and done already in the arterial phase (Fig. [2]) which may disturb optimal recording with CT. CEUS allows repeated visualisation of the filling behavior of a lesion by busting the contrast micro bubbles in the image field. But not all lesions behave typically. CEUS of multiple or deeply positioned lesions may be less advantageous in some cases. However, US-guided biopsy will be needed only in a few of these cases (Fig. [3]).

The presence of malignant liver lesions leading to therapeutically consequences such as liver surgery, RF-ablation or chemotherapy are subject to verification before treatment is initiated. Liver surgery may be performed based on non-invasive diagnostic imaging and biopsy may be reserved to a limited number of cases. In case of non-operability a biopsy remains mandatory to confirm malignancy before initiation of chemotherapy.

US-guided treatment of non-operable malignant liver lesions are increasingly performed with RF-ablation, or similar techniques (laser, cryo, microwaves) either percutaneously, laparoscopically, during laparotomy or in combination with liver surgery. Ultrasound remains the most used guiding modality for these procedures of obvious reasons. Dedicated devices for US-guidance of these procedures are rapidly evolving and CEUS performed before and after the ablation procedure improves the treatment results (Figs. [4]-[6]).

Liver metastasis after RF treatment. a) Treated area seen in B-mode. b) Same area with US-contrast (arterial phase) without vascular activity.

New image fusion modalities such as PET/CT beyond doubt improves the sensitivity in detection of malignancy in general, but it does generate new false positive findings requiring biopsy verification, too. Image fusion with PET, CT and US or MR and US are technically possible, but so far to our knowledge only commercial available from one vendor. No doubt that US fusion with other modalities will be generally available and increase the demand for US-guided procedures.

Differentiation between pancreatitis and pancreatic cancer may be improved by the use of CEUS. CEUS may present small carcinomas imbedded in inflammatory tissue, possible lymphomas and uncharacteristic lesions in the retroperitoneum, pelvis and spleen, which in most cases implicates US-guided biopsies.

Dedicated US-transducers for endoscopic and endoluminal US adopting CEUS technology will be combined with other modalities and provide a range of new diagnostic and therapeutic possibilities in prostatic, gynaecological and gastro-intestinal diseases.

US guidance in interstitial brachytherapy has been used for years in prostatic cancer, by some also for anal carcinomas. If the ultrasound data are imported into the dosage calculation software, the ultrasound findings are directly available for the planning of treatment.

The classic indications will change, but interventional-US will be of increasing importance involving more complex and dedicated techniques. The upcoming Euroson School of EFSUMB - the 9th Congress of Interventional Ultrasound - in Copenhagen 14-16 June 2005 will address these issues. Interventional US deserve a dedicated forum for education, discussion of controversies and presentation of developments.

It's amazing what you can do with a needle.

Bjørn Skjoldbye,

Michael Bachmann Nielsen,

Christian Nolsøe, Kopenhagen.