Optimierte Therapie für komplexe Knochentumoren des Beckens

GPS für Ortho­pä­den und Patho­lo­gen: Ein For­scher­team vom Kli­ni­kum rechts der Isar der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen hat mit­tels neu­er com­pu­ter­ge­stütz­ter Ver­fah­ren sowohl die Ope­ra­ti­on kom­ple­xer Kno­chen­tu­mo­ren selbst als auch die post­ope­ra­ti­ve Ana­ly­se ver­bes­sert.

Auf­grund der anfäng­lich gerin­gen Beschwer­den sind bös­ar­ti­ge Kno­chen­tu­mo­ren des Beckens zum Zeit­punkt der ers­ten Dia­gno­se­stel­lung häu­fig kinds­kopf­groß. Ent­spre­chend stellt die mög­lichst kom­plet­te Tumor­ent­fer­nung und die bio­me­cha­nisch sta­bi­le Rekon­struk­ti­on der meist aus­ge­dehn­ten Kno­chen­de­fek­te mit Hil­fe von Maß-ange­fer­tig­ten Spe­zi­al­im­plan­ta­ten bis heu­te eine der größ­ten Her­aus­for­de­run­gen an einen ortho­pä­di­schen Chir­ur­gen dar.

Nur in enger Koope­ra­ti­on mit spe­zia­li­sier­ten Radio­lo­gen kön­nen auf Basis hoch­auf­ge­lös­ter moder­ner Bild­ge­bungs­ver­fah­ren wie Com­pu­ter (CT)- und Magnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie (MRT) die Tumor­gren­zen genau erfasst wer­den und die Ope­ra­ti­on prä­zi­se geplant wer­den.

Um eine ver­stüm­meln­de Ampu­ta­ti­on – wie sie frü­her üblich war – zu ver­hin­dern, wird heut­zu­ta­ge der zu ent­fer­nen­de Becken­kno­chen durch eine für den Pati­en­ten maß­an­ge­fer­tig­te Tumor­spe­zi­al­pro­the­se ersetzt. Seit eini­gen Jah­ren kom­men dabei bei spe­zia­li­sier­ten Medi­zin­tech­nik­fir­men moder­ne 3-D Druck­ver­fah­ren zum Ein­satz, die die­se Spe­zi­al­im­plan­ta­te prä­zi­se aus medi­zi­nisch zuge­las­se­nem Titan addi­tiv fer­ti­gen.

Wo bestehen aber nach wie vor unge­lös­te Pro­ble­me trotz all die­ser hoch­mo­der­nen Tech­no­lo­gi­en? Drei wesent­li­che Her­aus­for­de­run­gen sind für kom­ple­xe Kno­chen­tu­mo­ren des Beckens bis­her nicht aus­rei­chend gelöst: 

  1. Um die­se Spe­zi­al­im­plan­ta­te exakt im Pati­en­ten posi­tio­nie­ren zu kön­nen, wer­den bis­her spe­zi­el­le Säge­scha­blo­nen ver­wen­det, deren erheb­li­cher Nach­teil dar­in besteht, dass groß­flä­chig gesun­de Mus­ku­la­tur vom Becken­kamm abge­löst wer­den muss.
  2. Ande­rer­seits las­sen sich aber moder­ne PC-basier­te Navi­ga­ti­ons­sys­te­me bis­her am Becken nicht ein­set­zen, da eine zeit­ef­fi­zi­en­te Erfas­sung der Pati­en­ten­po­si­ti­on gegen­über den prä­ope­ra­ti­ven Bild­da­ten i.S. einer Refe­ren­zie­rung nicht rea­li­siert ist. 
  3. Schließ­lich ist – trotz gründ­li­cher Ana­ly­se des ent­fern­ten Tumors durch den Patho­lo­gen – eine genaue ana­to­mi­sche Orts­an­ga­be, wo poten­zi­ell bös­ar­ti­ge Tumor­zel­len im Kör­per des Pati­en­ten ver­blie­ben sind, der­zeit in der Regel nicht mög­lich. Die­se feh­len­de Zuord­nung erschwert jedoch erheb­lich die wei­te­ren Behand­lungs­schrit­te wie z.B. eine geziel­te Nach­be­strah­lung oder die Ver­mei­dung von unnö­tig weit­räu­mi­gen Sicher­heits­zo­nen.

Um die­se Pro­blem­be­rei­che sys­te­ma­tisch anzu­ge­hen und Lösungs­an­sät­ze anwen­dungs­nah zu ent­wi­ckeln, hat ein inter­dis­zi­pli­nä­res For­scher­team aus Medi­zi­nern, Inge­nieu­ren sowie Infor­ma­ti­kern vom Kli­ni­kum r.d. Isar der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Mün­chen in enger Koope­ra­ti­on mit dem Implanta­ther­stel­ler AQ-Implants/Ah­rens­burg, der Rönt­gen­ge­rä­te­fir­ma Ziehm/Nürnberg und der Navi­ga­ti­ons­fir­ma BrainLab/Feldkirchen einen opti­mier­ten Work­flow für die­se kli­ni­sche Anwen­dung durch die Inte­gra­ti­on bestehen­der Sys­te­me bezie­hungs­wei­se deren geziel­ter Ergän­zung sowie Neu­ent­wick­lung rea­li­siert.

Dabei konn­ten die frü­her ver­wen­de­ten Säge­scha­blo­nen mit Hil­fe einer Navi­ga­ti­ons­funk­ti­on unter Ver­wen­dung einer spe­zi­el­len Säge­blatt­füh­rung ersetzt wer­den. Eine zeit­ef­fi­zi­en­te Erfas­sung der Pati­en­ten­po­si­ti­on gegen­über den Bild­da­ten, die vor der Ope­ra­ti­on erstellt wur­den und an denen die detail­lier­te prä­ope­ra­ti­ve Pla­nung vor­ge­nom­men wur­de, konn­te mit­tels einer drei­di­men­sio­na­len Rönt­gen­bild­ge­bung wäh­rend der Ope­ra­ti­on und dem „Zusam­men­füh­ren“ der ver­schie­de­nen Bild­da­ten für die Becken­re­gi­on in die­ser Form erst­ma­lig rea­li­siert wer­den (Abb. 1). Dies stell­te eine Grund­vor­aus­set­zung für den prak­ti­ka­blen Ein­satz des Navi­ga­ti­ons­sys­tems für die­sen Anwen­dungs­be­reich dar.

Um schließ­lich den drit­ten Pro­blem­be­reich zu adres­sie­ren, wur­de ein neu­ar­ti­ges pati­en­ten­spe­zi­fi­sches Hal­te­rungs­sys­tem ent­wi­ckelt mit des­sen Hil­fe der ent­nom­me­ne Tumor­be­reich exakt den jewei­li­gen prä­ope­ra­ti­ven Bild­da­ten zuge­ord­net wer­den kann und damit gleich­zei­tig ana­to­misch prä­zi­se Gewe­be­schnit­te für die wei­te­re his­to­lo­gi­sche Ana­ly­se durch den Patho­lo­gen durch­ge­führt wer­den kön­nen (Abb. 2).

Abb. 2: Ver­glei­chen­de Visua­li­sie­rung des axia­len Schnit­tes mit der kri­ti­schen Tumor­aus­deh­nung ins klei­ne Becken im a) prä­ope­ra­ti­ven CT, b) im hoch­auf­ge­lös­ten „post­ope­ra­ti­ven CT des Tumor­prä­pa­ra­tes (daher ohne Ober­schen­kel­kopf), c) der unfi­xier­te axia­le Kno­chen­schnitt mit­tels Gewe­be­sä­ge und schließ­lich d) die­ser Kno­chen­schnitt nach Fixa­ti­on in For­ma­lin mit Foto­do­ku­men­ta­ti­on in der Patho­lo­gie (Ltd. OÄ PD Dr. med. K. Specht, Insti­tut für Allg. Patho­lo­gie und Patho­lo­gi­sche Ana­to­mie der TUM) und anschlie­ßen­der flä­chen­de­cken­der his­to­lo­gi­scher Auf­ar­bei­tung des Prä­pa­ra­tes nach Ent­kal­kung mit genau­er räum­li­cher Zuord­nung. Foto: © Prof. Burg­kart, Kli­ni­kum r. d. Isar, Mün­chen.

Damit gibt es die Mög­lich­keit,  die Gewe­be­be­ur­tei­lung im Mikro­skop auf die prä­ope­ra­ti­ven CT bzw. MRT Bil­der „zurück zu pro­ji­zie­ren” und somit „in den Pati­en­ten zurück zu über­tra­gen“. Dadurch ist nun die Grund­la­ge geschaf­fen, um – sofern nötig – Nach­re­s­ek­tio­nen oder auch Nach­be­strah­lun­gen hoch­ge­nau im jeweils ana­to­misch kri­ti­schen und rele­van­ten Bereich exakt durch­zu­füh­ren und damit poten­zi­ell das Risi­ko einer erneu­ten Tumor­ent­wick­lung zu mini­mie­ren bzw. unnö­tig weit­räu­mi­ge Nach-Resek­tio­nen/-Bestrah­lungs­fel­der zu ver­mei­den.

Quelle
Wilhelm Sander Stiftung
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