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Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein innovatives tomographisches Bildgebungsverfahren, mit dem Tracerpartikel äußerst sensitiv und schnell mehrdimensional abgebildet werden können. Die Methode basiert auf der nichtlinearen Magnetisierungsantwort superparamagnetischer Eisenoxidnanopartikel (SPION) in einem Messpunkt, welcher ein Messvolumen rastert. In vorliegender Arbeit wurde das sog. Traveling Wave MPI (TWMPI) Verfahren eingesetzt, wodurch im Vergleich zu konventionellen MPI-Scannern ein größeres Field of View (FOV) und eine geringere Latenz bis zur Bildanzeige erreicht werden konnte. TWMPI weist einige für medizinische Zwecke vielversprechende Eigenschaften auf: Es liefert zwei- und dreidimensionale Bildrekonstruktionen in Echtzeit mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Dabei ist die Bildgebung von Grund auf hintergrundfrei und erfordert keinerlei ionisierende Strahlung. Zudem ist die Technik äußerst sensitiv und kann SPION-Tracer noch in mikromolaren Konzentrationen detektieren.
Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, inwiefern es mittels TWMPI möglich ist, künstliche Stenosen im Gefäßmodell visuell in Echtzeit darzustellen und quantitativ zu beurteilen sowie überdies eine perkutane transluminale Angioplastie (PTA) im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung durchzuführen.
Alle Experimente wurden in einem speziell angefertigten TWMPI-Scanner durchgeführt (JMU Würzburg, Experimentelle Physik V (Biophysik), FOV: 65 x 29 x 29 mm³, Auflösung: ca. 1.5 - 2 mm). Die Lumen-Darstellungen erfolgten mittels des SPION-Tracers Ferucarbotran in einer Verdünnung von 1 : 50 (entspr. 10 mmol [Fe]/l). Das PTA-Instrumentarium wurde mit eigens hergestelltem ferucarbotranhaltigem Lack (100 mmol [Fe]/l) markiert. Für die verschiedenen Teilexperimente wurden den jeweiligen speziellen Anforderungen entsprechend mehrere Gefäßmodelle handgefertigt.
Für die visuelle Stenosequantifizierung wurden fünf starre Stenosephantome unterschiedlicher Stenosierung (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) aus Polyoxymethylen hergestellt (l: 40 mm, ID: 8 mm). Die Gefäßmodelle wurden mehrfach zentral im FOV platziert und das stenosierte Lumen mittels sog. Slice-Scanning Modus (SSM, Einzelaufnahme inkl. 10 Mittelungen: 200 ms, Bildfrequenz: 5 Bilder pro Sekunde, Latenz: ca. 100 ms) als zweidimensionale Quasi-Projektionen abgebildet. Diese Aufnahmen (n = 80, 16 je Phantom) wurden mit einer einheitlichen Grauskalierung versehen und anschließend entsprechend den NASCET-Kriterien visuell ausgewertet.
Alle achtzig Aufnahmen waren unabhängig vom Stenosegrad aufgrund einheitlicher Fensterung sowie konstanter Scannerparameter untereinander gut vergleichbar. Niedriggradige Stenosen konnten insgesamt genauer abgebildet werden als höhergradige, was sich neben der subjektiven Bildqualität auch in geringeren Standardabweichungen zeigte (0%: 3.70 % ± 2.71, 25%: 18.64 % ± 1.84, 50%: 52.82 % ± 3.66, 75%: 77.84 % ± 14.77, 100%: 100 % ± 0). Mit zunehmendem Stenosegrad kam es vermehrt zu geometrischen Verzerrungen im Zentrum, sodass bei den 75%-Stenosen eine breitere Streuung der Messwerte mit einer höheren Standardabweichung von 14.77% einherging. Leichte, randständige Artefakte konnten bei allen Datensätzen beobachtet werden.
Für die PTA wurden drei interaktive Gefäßmodelle aus Polyvinylchlorid (l: 100 mm, ID: 8 mm) mit zu- und abführendem Schlauchsystem entwickelt, welche mittels Kabelband von außen hochgradig eingeengt werden konnten. Analog zu einer konventionellen PTA mittels röntgenbasierter digitaler Subtraktionsangiographie (DSA), wurden alle erforderlichen Arbeitsschritte (Gefäßdarstellung, Drahtpassage, Ballonplatzierung, Angioplastie, Erfolgskontrolle) unter (TW)MPI-Echtzeit-Bildgebung (Framerate: 2 - 4 FPS, Latenz: ca. 100 ms) abgebildet bzw. durchgeführt.
Im Rahmen der PTA war eine Echtzeit-Visualisierung der Stenose im Gefäßmodell durch Tracer-Bolusgabe sowie die Führung des markierten Instrumentariums zum Zielort möglich. Die Markierung der Instrumente hielt der Beanspruchung während der Prozedur stand und ermöglichte eine genaue Platzierung des Ballonkatheters. Die Stenose konnte mittels Angioplastie-Ballons unter Echtzeit-Darstellung gesprengt werden und der Interventionserfolg im Anschluss durch erneute Visualisierung des Lumens validiert werden.
Insgesamt zeigt sich MPI somit als adäquate Bildgebungstechnik für die beiden in der Fragestellung bzw. Zielsetzung definierten experimentellen Anwendungen. Stenosen im Gefäßmodell konnten erfolgreich in Echtzeit visualisiert und bildmorphologisch nach NASCET-Kriterien quantifiziert werden. Ebenso war eine PTA im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung machbar. Diese Ergebnisse unterstreichen das grundlegende Potenzial von MPI für medizinische Zwecke. Um zu den bereits etablierten Bildgebungsmethoden aufzuschließen, ist jedoch weitere Forschung im Bereich der Scanner-Hard- und -Software sowie bezüglich SPION-Tracern nötig.
Die interventionelle Radiologie hat sich in den letzten Jahrzehnten zunehmend auf palliativmedizinische sowie onkologische Bereiche ausgeweitet und kann durch minimal-invasive Therapieoptionen gerade in vulnerablen Patientenkollektiven attraktive Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stellen. Die tumorbedingte untere Einflussstauung ist ein seltenes Krankheitsbild und stellt eine schwere symptomatische Komplikation einer malignen Grunderkrankung dar. Dabei kommt es im Rahmen dieser Grunderkrankung durch die Primärtumormasse oder Metastasen zu extrinsischer Kompression der Vena cava inferior (VCI), Gefäßinvasion oder Thrombusbildung.
Ziel der Dissertationsarbeit ist es, den technischen und klinischen Erfolg der Sinus-XL ® Stentimplantation in die Vena cava inferior bei einer tumorbedingten unteren Einflussstauung zu untersuchen. Als technischer Erfolg wurde dabei die problemlose Stentimplantation mit anschließender Aufhebung der VCI-Stenose/Okklusion und Revaskularisation der VCI definiert. Bezüglich des klinischen Erfolges wurde der Frage nachgegangen, inwieweit die Stentimplantation die typischen Symptome einer unteren Einflussstauung (Ödeme der unteren Extremität, Aszites und Anasarka) lindern und bestenfalls eliminieren kann. In der vorliegenden Arbeit sind dazu retrospektiv die Daten von insgesamt 21 Patienten (11 Frauen, 10 Männer) mit einem medianen Alter von 61 Jahren (19-92 Jahre), die zwischen Oktober 2010 und Januar 2021 aufgrund einer tumorbedingten unteren Einflussstauung mit einem Sinus-XL ® Stent endovaskulär versorgt wurden, ausgewertet worden. Zur Quantifizierung der klinischen Symptomatik wurde für das jeweilige Symptom ein Scoring-System entwickelt bzw. modifiziert.
Der technische Erfolg belief sich auf 100% (21/21). Postinterventionell konnte zudem eine signifikante Reduktion des transstenotischen Druckgradienten (p = 0,008) und eine signifikante Aufweitung des Stenosendiameters (p < 0,001) erreicht werden. Die primäre und primär-assistierte Stentoffenheit betrug 92,9 % (13/14) und 100% (14/14), die anatomische Stentoffenheit (< 50% Restenose) belief sich auf 53,3 % (8/15). Die Reinterventionsrate lag bei 4,8 % (1/21). Schwerwiegende Komplikationen traten nicht auf. Der klinische Erfolg bezüglich der Ödeme der unteren Extremität belief sich auf 82,4 % (14/17), 93,8 % (15/16) sowie auf 85,7 % (18/21) und zeigte in allen betrachteten Zeitintervallen eine signifikante Scorewertreduktion (p < 0,001). Das klinische Outcome bezüglich der Ödeme war bei kürzeren Stenosen/Obstruktionen signifikant besser (p = 0,025). Bezüglich einer intrahepatischen Segmentbeteiligung, der transstenotischen Druckgradienten, der absoluten Gradientenreduktion sowie der Überlebenszeit nach der Intervention zeigten sich hingegen keine als klinisch relevant einzustufende Ergebnisse. Ein eindeutiger Effekt der Intervention auf die Symptome Anasarka und Aszites konnte nicht nachgewiesen werden. Diesbezüglich zeigten sich klinische Erfolgsraten von 42,9 % (6/14) und 5,3 % (1/19). Im postinterventionellen Verlauf konnten außerdem signifikante Reduktionen der präinterventionellen Harnstoffwerte sowie des Körpergewichtes der Patienten verzeichnet werden.
Zusammenfassend zeigt die vorliegende Arbeit, dass die Sinus-XL ® Stentimplantation geeignet ist, eine tumorbedingte Vena cava inferior-Stenose/Obstruktion aufzuheben und eine Revaskularisation der VCI zu erreichen. Die klinischen Symptome einer unteren Einflussstauung – insbesondere bezogen auf die Ödeme der unteren Extremität und mit Einschränkungen bezogen auf die Symptome Aszites und Anasarka – können ebenfalls durch die Stentimplantation gelindert und teilweise sogar langanhaltend eliminiert werden. Die Sinus-XL ® Stentimplantation sollte daher stets als Therapieoption bei tumorbedingten unteren Einflussstauungen in Erwägung gezogen werden. Nicht zuletzt stellt die Stentimplantation auch eine sichere und komplikationsarme Intervention dar. Weitere Studien, bestenfalls multizentrische Studien, sind jedoch notwendig, um die dargestellten Ergebnisse weiter zu untermauern.
Die interventionelle radiologische Drainagenbehandlung ist heutzutage ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen minimalinvasiven Therapie von Abszessen und infizierten Flüssigkeitsansammlungen. 180 Drainagebehandlungen an 131 Patienten der Chirurgischen Uniklinik Würzburg wurden im Zeitraum von Januar 2001 bis Juli 2003 untersucht. Es werden die beiden angewandten Verfahren der Seldinger- und Trokartechnik beschrieben und nach ihrem Erfolg bewertet. Dargestellt werden zunächst die rein technischen Ergebnisse der Punktionen. Danach werden die Behandlungen im Hinblick auf Erfolg und Misserfolg bewertet. Der Abszess wird bei der Behandlung unterschiedlicher Verhalte besonders berücksichtigt. Verglichen werden die Behandlungserfolge bei septischen Patienten mit denen bei nicht-septischen Patienten. Außerdem wird der Gesundheitszustand von intensivpflichtigen Patienten mithilfe des APACHE III-Scores bewertet.