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Abstract

Die Kypho-IORT ist ein operativer Kombinationseingriff, bei dem einzeitig die intraoperative Bestrahlung von Wirbelsäulenmetastasen mit Röntgenstrahlung sowie eine Kyphoplastie durchgeführt werden. Der Vorteil dieser Behandlung liegt in der tumorziden Wirkung der IORT in einzeitiger Kombination mit exzellenter und sofortiger Schmerzstillung durch die Zementaugmentation des geschwächten Wirbelkörpers. Diese Kombinationsoperation wird minimalinvasiv durchgeführt, was einen kurzen stationären Aufenthalt sowie gute Wundheilung aufgrund der geringen Morbidität zum Vorteil hat (Wenz 2010). Ursprünglich wurde das Intrabeam-System für stereotaktische intraoperative Bestrahlung von malignen Hirntumoren im Jahr 1992 am MIT entwickelt (Stücklschweiger 1995), heutzutage ist die Therapie des Mammakarzinoms die am weitesten verbreitete Anwendung des Intrabeam-Systems (Vaidya 2004). Bei der Kypho-IORT erfolgt im Gegensatz zur Anwendung beim Mammakarzinom keine chirurgische Resektion der Metastase und intraoperativer Radiotherapie des Tumorbetts, sondern die gesamte spinale Metastase wird mit einer ablativen Dosis bestrahlt und der Wirbelkörper anschließend mit Zement stabilisiert. Dabei ist eine möglichst präzise Positionierung des Isozentrums bzw. des Strahlenapplikators im Zentrum der Metastase Voraussetzung, um eine bestmögliche konformale Bestrahlung zu erzielen. Bisher wurde anhand der präoperativ durchgeführten CTs interdisziplinär ein virtuelles Isozentrum als Optimum definiert (‚geplantes Isozentrum‘). Anhand des Planungs-CTs erfolgte schließlich die Simulation der Bestrahlung softwarebasiert mittels MonteCarlo-Algorithmus (Radiance Fa. GMV) (Schneider 2017). Anschließend wurde durch den Operateur gedanklich die Umrechnung des 3-D-Ziels (‚geplantes Isozentrum‘) in ein 2-D-Röntgenbild durchgeführt. Dieses Ziel versucht der Operateur danach intraoperativ anhand der Jamshidi-Nadel mittels Fluoroskopie zu erreichen (Schneider 2017). Anschließend erfolgt intraoperativ eine Cone-Beam-CT-Darstellung mittels 3-D-Flat-Panel-Röntgen (Artis Zeego, Fa. Siemens). Ein ‚Matching‘ wurde durchgeführt und die Lage des echten Isozentrums mit dem präoperativ geplanten Isozentrum verglichen. Mit der Lage des echten Isozentrums ging wiederum eine Dosis-Simulation einher, die auf den realen Dichtewerten des Wirbelkörpers beruht und damit eine exakte Berechnung der Dosisverteilung zulässt (Post-Planning) (Schneider 2017). Diese exakte Berechnung ist notwendig, da im Vergleich zu reinen Weichteilmetastasen oder Tumoren (z. B. Mamma-Ca) keine Abweichung der Dosisverteilung zum Wassermodell auftritt. Es wurde die Frage aufgeworfen, ob eine Abdeckung des Tumorvolumens zu 100 % mit 8 Gy möglich ist, ohne eine kritische Dosis-Exposition des Myelons oder anderer Risikoorgane zu verursachen. Folglich bleibt zur Verbesserung der Dosisbelegung nur die Optimierung der realen Lage des Isozentrums während der Operation. Hierzu wurden Versuche mittels Oberflächennaviation, Roboter-gesteuert und mittels Needle-Guidance an einer Körperspende und an einem Wirbelsäulen - Modell getestet und schließlich in klinischen Anwendungen durchgeführt. Dabei wurde erörtert, ob das geplante Isozentrum optimal erreicht werden kann und ob ein Stepping, d. h. das Nutzen von mehreren Isozentren auf einer vorgegebenen Achse, auch im Wirbelkörper möglich und umsetzbar ist. Hierbei zeigte sich, dass das System der SyngoNeedle-Guidance den Vorteil bietet, dass es einfach handhabbar, zugelassen für den klinischen Alltag und sicher ist. Außerdem wird keine extra Navigationshardware zur Bedienung benötigt. Der Versuch an der Körperspende hat allerdings auch gezeigt, dass eine Optimierung dieses Verfahrens grundsätzlich möglich und auch sinnvoll ist, insbesondere im Patientenkollektiv der Langzeitpatienten. Eine Modifikation des iGuides durch Hinzunehmen der Fluoroskopie ist eine hervorragende Möglichkeit, bei der das Matching mittels präoperativem CT und intraoperativer Fluoroskopie durchgeführt wird. Der Robotor hat aktuell noch keine CE-Zulassung, hier sind auch noch essentielle Verbesserung notwendig. Die Problematik des Systems stellt hier eher die Arbeitsplattform dar, die keine sichere Instrumentierung im Situs ermöglicht. Auch das Prinzip des ‚Steppings‘, d. h. das Nutzen von mehreren Isozentren auf einer vorgegebenen Achse im Wirbelkörper ist prinzipiell möglich und umsetzbar. Diese Umsetzbarkeit wird momentan mithilfe eines Lineals und Referenzierklemmen durchgeführt, was noch zu Ungenauigkeiten und einer Abhängigkeit vom Können des Operateurs führt. Zur klinischen Anwendung des Needle-Guidance lässt sich sagen, dass die Methode des Vergleichs zweier Bildgebungen, eines präoperativen CT und eines intraoperativen CT, eine sehr hohe Genauigkeit und Kontrolle der eingebrachten Jamshidi-Nadeln erlaubt. Allerdings muss auch erwähnt werden, dass dieses Verfahren technisch äußerst aufwendig ist, da viel Material benötigt wird. Außerdem ist dieses Verfahren, verglichen mit der aktuell in der Klinik bewährten Methode der Röntgenkontrolle in zwei Ebenen, wesentlich aufwendiger und insbesondere zeitintensiver.

Textreferenzen: Schneider, F., et al. (2017). "Precision IORT - image guided intraoperative radiation therapy (igIORT) using online treatment planning including tissue heterogeneity correction." Physica medica 37: 6.

Stücklschweiger, G. (1995). "Stereotaxic convergent irradiation with gamma knife. A study of possibilities for optimizing the dosage distribution." Strahlentherapie und Onkologie: Ein Organ der deutschen Röntgengesellschaft 171(9): 499-509.

Wenz, F., et al (2010). "Kypho-IORT -a novel approach of intraoperative radiotherapy during kyphoplasty for vertebral metastases." Radiation Oncology 5: 11.

Vaidya, J. S., et al (2004). "Intraoperative radiotherapy for breast cancer." The Lancet Oncology 5: 165-173.