Autores: Dr. Duccio Rossi1;2, Dr. Guido Bonomo2, Dr. Lorenzo Monfardini3, Dr. Franco Orsi2, Prof. Luigi Alessandro Solbiati4, Dr. Giovanni Mauri2

1Médico Interno Residente, Università degli Studi di Milano, Via Festa del Perdono 7, 20122, Milán, Italia.

2Departamento de Radiología intervencionista, IEO, European Institute of Oncology IRCSS, Via Giuseppe Ripamonti 435, 20141, Milán, Italia.

3Departamento de Radiología, Fondazione Poliambulanza Istituto Ospedaliero, Via Leonida Bissolati, 57, 25124, Brescia, Italia.

4Departamento de Ciencias Biomédicas, Humanitas University, Departamento de Radiología, Istituto Clinico Humanitas, Via Alessandro Manzoni, 56,20089 Rozzano (Milán), Italia.

El papel de las técnicas de fusión de

imágenes como guía en la ablación de los

tumores hepáticos

1. Describir las diferentes modalidades de imágenes de fusión (US-TC/RMN, US-CBCT, US-18FDG-PET/TC) y su uso como guía para laablación de tumores hepáticos

2. Describir los aspectos técnicos de las diferentes modalidades

3. Reconocer la viabilidad técnica y la eficacia de las ablacioneshepáticas guiadas por imágenes de fusión de tumores hepáticostotalmente indetectables o poco visibles con la ecografía (US)

Objetivos docentes

Revisión del tema - El Background

Referencia: Schena, E., Tosi, D., Saccomandi, P., Lewis, E., & Kim, T., Fiber Optic Sensors for Temperature Monitoring during Thermal Treatments: An Overview,Sensor,2016, 16(7), 1144

La ablación guiada por imágenes asumió un crecimiento y papel reconocido en eltratamiento de una serie de tumores abdominales, especialmente para los pequeñoscarcinomas hepatocelulares (HCC) y disponemos de varias técnicas ablativas diferentes :

Láser

Radiofrecuencias (RFA)

Crioablación

Microondas (MWA)

Revisión del tema - El Background

La ecografía (US) es la modalidad de guía másutilizada en particular por sus característicaspropias:

Control en real-time

Falta de radiación ionizante

Una guía de imagen precisa yconfiable es crucial para laseguridad y efectividad de lasablaciones

Revisión del tema - El Background

Disponemos también de otros métodos deimagen como:

Tomografía computarizada (TC)

Resonancia magnética (RMN)

se usan ampliamente en el diagnóstico detumores abdominales y proporcionan variasventajas:

La posible aplicación de contraste

Campo de visión extendido (FOV)

Mayor visibilidad de algunas lesiones

Y también la Tomografía por emisión depositrones (PET) como técnica funcional esutilizada con varios radionúclidos diferentes,para identificar la parte más vital de untumor y aumentar la detectabilidad delobjetivo.

Revisión del tema - El Background

Ejemplo de FI entre US y TC con ajuste preciso de los márgenes y vasos hepáticos

Para poder combinar las ventajas derivadas de todas estas modalidades de imágenesdiferentes sin múltiples equipos, han sido desarrollados los:

Sistemas de fusión de imágenes (FI)

Permiten fusionar dos o másmodalidades de imagen, siendoútil en todas las diferentes fasesde un procedimiento ablativo:

1. Planificación preoperatoriapara seleccionar las lesiones

2. Seguimiento de losprocedimientos

3. Evaluación de los resultados.

Entre los sistemas de fusión de imágenes (FI) hay varios métodos disponibles:

Sistemas ópticos (utilizados principalmente para procedimientos quirúrgicos)

Basados en imágenes (intervenciones vasculares)

Sistemas electromagnéticos (EM), los mas utilizados para las ablaciones

Revisión del tema – Sistemas de fusión de imágenes (FI)

El sistema óptico consiste en un rayo deláser o luz infrarroja emitido o reflejadodesde el instrumento (por ejemplo lasonda ecográfica) que es recibido por unacámara (3D Camera) en una posición fijacon vista al área de procedimiento.

Marcadores de referencia (Opticalmarkers) están colocados en el paciente yla información de la parte visible delinstrumento es procesada para lograr lafusión.

Para un correcto funcionamiento esnecesaria una comunicación visualininterrumpida entre la cámara y elinstrumento (línea de visión).

Revisión del tema – El sistema óptico

Referencia: Sistema de navegación virtual basado en el sistema óptico; Dr. A. Michos, Departamento de Radiología, Hospital Danderyd, Estocolmo, Suecia

Revisión del tema – El sistema electromagnético (EM)

Sistema de navegación virtual para la FI US-CT/MRI en tiempo real

El sistema de seguimiento EM consta de trescomponentes principales:

Un generador de campo EM (al lado del paciente;flecha negra)

Uno o varios sensores de posición (aplicados alpaciente)

La unidad del sensor de posición (incorporada dentrode la sonda ecográfica; flecha blanca)

Se pueden aplicar sensores de posición adicionales adiferentes dispositivos (agujas de biopsia, dispositivos deablación térmica; punta de flecha blanca).

Revisión del tema – El sistema electromagnético (EM)

Sistema EM de navegación virtual que muestra como manipulando libremente la sonda sobreel paciente, la imagen MPR TC correspondiente se mueve de forma sincrónica en tiempo real

Como funciona? El generador de campo EM produce un campo EM que se dispersa en unacantidad conocida con la distancia los sensores de posición interactúan con el campomagnético y, como la sonda se mueve, el software instalado en el ecógrafo consigue calcularla ubicación exacta de los sensores de posición su dirección y posición

La fusión de la imágenes se realizaa través de un registro manualpor "planos y puntos“ Laexperiencia de los operadoresdetermina el tiempo deadquisición (puede variarconsiderablemente)

El sistema muestra una imagenmultiplanar reconstruida (MPR)del conjunto de datos 3D demodo que, como se manipulelibremente la sonda sobre elpaciente, la imagen MPRcorrespondiente se mueva deforma sincrónica en tiempo real

Revisión del tema – Cuando utilizar la FI?

La ablación térmica muchas veces se ha considerado no factible por la mala visualización delas lesiones.

Principales causas:

Presencia de cirrosis macronodular

Falta de visibilidad intrínseca de los nódulos

Ubicación difícil en el hígado (por ejemplo en la cúpula hepática, con mala ventanaacústica)

Estas lesiones se pueden detectar a través deFI con tecnología EM y por lo tanto

es posible tratar un número mayor denódulos (Makino et al1. de 1,7% hasta 15,4%en el número de nódulos con baja visibilidadtratados; sin vs con FI).

Revisión del tema – Como utilizar la FI?

La secuencia de RMN T1 antes del tratamiento muestrauna pequeña lesión ipointensa del hígado (flecha).

Imágenes de FI (US y RMN) durante la ablación de la metástasis (Izquierda; punta deflecha: aguja, cruz: gas post tratamiento). Derecha: la ubicación de la lesión (flecha) y dela vena porta (asterisco) muestra la superposición perfecta de los planos anatómicos entrela US y la RMN

Las imágenes TC adquiridas anteriormente se pueden fusionar con éxito y fácilmente con lasimágenes ecográficas convencionales (US) o con medio de contraste (CEUS).

La TC es la modalidad de imágenes de segundo nivel más utilizada para la evaluación delhígado cirrótico permite una evaluación correcta de los nódulos y de sus patrones dewash-in/wash-out

Para las lesiones <2 cm, la RMN con contraste (CEMRI) puede ofrecer una mejordetección y conspicuidad de las mismas (Lee et al2. desde 78.8% con US hasta 90.5% conCEMRI; Bo et al3. desde 35,7% con US hasta 95,7% con CEMRI)

Revisión del tema – La FI y la ablación

(a) La TC en la fase arterial muestra una masa hipervascular redondeada (HCC) el segmento VII de un hígadocirrótico

(b) Con FI, en TC (derecha), la masa se delimita manualmente (línea amarilla) y se colorea en azul. La lesióncorrespondiente se visualiza en la exploración ecográfica registrada conjuntamente (izquierda)

(c) Con FI, después de la aplicación de un sensor EM a la antena de microondas utilizada para ablación, laantena es visible tanto en ecografía (dispositivo real; izquierda) que en TC (dispositivo virtual, líneasparalelas verdes; derecha)

(d) Dado el gran tamaño de la masa se requieren múltiples inserciones. Tras la primera inserción, todas lasinserciones posteriores se realizan bajo la guía de la "aguja virtual“ porque la "nube" de gas producida porla ablación impide la visualización del dispositivo real (izquierda). El tamaño del volumen de necrosis serepresenta como una esfera de color verde, superpuesta por el sistema de FI sobre la masa tumoral de colorazul. Cuando el verde superpuesto cubre toda la masa azul, el procedimiento se detiene.

(e) Después de retirar la antena, la imagen de CEUS (izquierda) muestra una zona avascular (necrosis) en lalocalización del tumor.

(f) Superposición de la imagen TC antes del tratamiento con la imagen de CEUS; se observa que el volumen denecrosis es definitivamente más grande que el tumor original, como confirma la TC con contraste adquirida24 h después de la ablación (g)

La navegación virtual también permite dibujar los márgenes del tumor en las imágenes TC/RMN pre-adquiridas que se mostrarán en las imágenes ecográficas de fusión así que:

1. Se puede determinar intuitivamente si la zona avascular puede incluir el tumor y los márgenes de la ablación

2. Se puede realizar la ablación con la visualización directa en ecografía del dispositivo para la ablación/con la ayuda de una aguja virtual, que se puede mostrar en las imágenes ecográficas/en las imágenes TC/RMN de referencia seguir y controlar directamente el procedimiento

Revisión del tema – FI: el intraoperatorio y el seguimiento

FI entre CEUS (izquierda) y RMN T1 (derecha) después deltratamiento de ablación. La imagen CEUS muestra la falta de realcedel contraste en la lesión tratada (flecha), en una superposiciónanatómica perfecta de la lesión tratada con la RMN (flecha).

FI entre US (izquierda) y PET (derecha) que muestra la lesión hepática(flecha) permitiendo el tratamiento de la lesión (invisible al US) conablación guiada por ecografía.

Se puede utilizar la FI para evaluar con precisión losmárgenes de ablación (al menos 5 mm) y en elcaso realizar una ablación complementariaintraoperatoriamente

Se puede realizar la FI a 5-10 minutos después de laprimera ablación (para evitar los artefactos de gas)entra las imágenes CEUS y las imágenes previas alprocedimiento para determinar el área tratada y losmárgenes de ablación (Li et al4. el 21.8% de laslesiones de HCC con márgenes inadecuadosfinalmente se eliminaron completamente despuésdel retratamiento guiado por FI)

Por último: para lesiones hepáticas apeas visiblesincluso en la TC o RM la FI entre la US/CEUS y laPET/TC puede ser de mayor ayuda para mejorar latasa de detección de estas lesiones y para guiar laablación (Mauri et al5. en lesiones hepáticas pocovisibles/completamente indetectables en imágenesconvencionales, ha evidenciado una mejororientación y tasa de ablación completa)

Conclusiones y Referencias

Referencias:

1Makino Y, Imai Y, Ohama H, et al. Ultrasonography fusion Imaging system increases the chance of radiofrequency ablation forhepatocellular carcinoma with poor conspicuity on conventional utrasonography. Oncol. 2013;84(suppl 1):44-50.2Lee MW, Kim YJ, Park HS, et al. Targeted sonography for small hepatocellular carcinoma discovered by CT or MRI: Factors affectingsonographic detection. Am J Roentgenol. 2010;194(5):396-400.3Bo XW, Xu HX, Wang D, et al. Fusion imaging of contrast-enhanced ultrasound and contrast-enhanced CT or MRI before radiofrequencyablation for liver cancers. Br J Radiol. 2016;(August):20160379.4Li K, Su ZZ, Xu EJ, Ju JX, Meng XC, Zheng RQ. Improvement of ablative margins by the intraoperative use of CEUS-CT/MR image fusion inhepatocellular carcinoma. BMC Cancer. 2016;16(1):1-9.5Mauri G, Gennaro N, De Beni S, et al. Real-Time US-18FDG-PET/CT Image Fusion for Guidance of Thermal Ablation of 18FDG-PET-Positive Liver Metastases: The Added Value of Contrast Enhancement. Cardiovasc Intervent Radiol. 2018.

Cuando el tumor no es detectable con US o incluso con TC, la ablación bajo la guía de lanavegación virtual con un sistema de FI en tiempo real puede mejorar su factibilidad técnicay su eficacia en términos de:

1. Precisión de la ablación

2. Mayor confianza del operador

3. Menor tiempo de duración del procedimiento