Dirk Woitaschek

Laser-induced thermotherapy of malignant liver tumors: general principals, equipment(s), procedure(s) - side effects, complications and results

PURPOSE To prospectively evaluate the therapeutic potential of MR-guided and ultrasound-guided laser-induced thermotherapy (LITT) in patients with liver metastases and oligonodular hepatocellular carcinoma (HCC). MATERIAL AND METHODS Between June 1993 and June 2000 a total of 1608 LITT sessions was performed to treat 1914 lesions in 676 consecutive patients. The Nd-YAG laser fiber was introduced with a percutaneously positioned cooled application set. Qualitative and quantitative ultrasound and magnetic resonance (MR) parameters, as well as clinical data were evaluated. RESULTS All patients tolerated the procedure well under local anesthesia; no relevant clinical complications were observed. The mean laser power was 25 W and the mean duration was 25 min. MR proved to be superior over computed tomography and ultrasound due the thermosensitivity of the MR sequences allowing a better visualization of the volume of laser-induced changes and their relation to the neighboring geographical structures. The ultrasound-guided LITT should be restricted for patients with contraindications for MR imaging monitoring and for selected patients with low diameter oligonodular HCC. In 95% of cases, we achieved a complete necrosis of the tumor and a 5-mm safety margin, resulting in a complete destruction of the tumor without local recurrences. Mean survival in this group was 35 months (calculated with the Kaplan-Meier method). CONCLUSION MR-guided, or ultrasound-guided, LITT appears to be a safe and effective treatment protocol for liver metastases and oligonodular HCC.

Development of an ultrasensitive in vitro assay to monitor growth of primary cell cultures with reduced mitotic activity

Primary cell cultures, such as isolated epithelial cells, neuronal cells, or hepatocytes are characterized by a very low mitotic activity. Monitoring of small changes in cell numbers requires staining with a DNA-specific dye with an extremely high sensitivity and a low inter- and intraassay variability. For this purpose, an ultrasensitive in vitro assay has been developed based on the fluorescent nucleic acid stain PicoGreen. PicoGreen has been shown to detect as little as 0.5 ng pure DNA or 10(2) cells (interassay SD < 10%, intraassay SD < 5%). This is far above the limit of sensitivity of conventional fluorochromes, such as Hoechst 33342 or propidium iodide. To obtain optimum efficacy of PicoGreen, cells were digested with papain for 20 h at 60 degrees C prior to staining. Under these conditions, the slope factor was calculated to be 0.105 relative fluorescence units (RFU)/cell, which is far superior to the slope factor of Hoechst 33342 (0.0137 RFU/cell) or propidium iodide (0.0077 RFU/cell). Analysis of the blank values revealed a very low autofluorescence of PicoGreen, which is only 1/50th of the autofluorescence of Hoechst 33342 and 1/5th of the autofluorescence of propidium iodide. Additional coating of the culture plates with extracellular matrix proteins to prevent cellular dedifferentiation did not influence the high sensitivity of PicoGreen. In conclusion, the PicoGreen-assay seems to be the method of choice when the growth capacity of primary cell cultures needs to be analyzed with high accuracy.

Thermische Ablation von Lebermetastasen: Aktueller Stand und Perspektiven

ZusammenfassungZielsetzung. Vorstellung der thermischen Ablation von Lebermetastasen mittels laserinduzierter Thermotherapie (LITT). Material und Methodik. Verschiedene technische Verfahren der Ablation sowie “Online-monitoring-Verfahren” werden vorgestellt. Derzeit gängige Verfahren der Thermoablation stellen die MR-gesteuerte laserinduzierte Thermotherapie (LITT) sowie die Radiofrequenzablation (RF) dar. Ergebnisse. Im Rahmen einer prospektiven, nichtrandomisierten Studie wurden bislang 606 Patienten mit Lebermetastasen unterschiedlicher Primärtumoren mittels LITT perkutan therapiert. Die erzielte lokale Tumorkontrolle in der 3- bzw. 6-Monatskontrolle betrug dabei 98,3%, die Rate klinisch nicht relevanter Komplikationen 3,5%, die Rate klinisch relevanter Komplikationen 1,2%. Die mittlere Überlebensrate für das Gesamtkollektiv betrug 40,9 Monate. Es ergaben sich keine statistisch signifikanten Unterschiede der Überlebensraten für das kolorektale Karzinom, das Mammakarzinom sowie hinsichtlich weiterer Primärtumoren. Zur klinischen Relevanz der Radiofrequenzablation liegen derzeit nur Ergebnisse an kleinen Fallzahlen bei hoher Lokalrezidivrate vor. Schlussfolgerung. Das derzeit am besten evaluierte Therapieverfahren von Lebermetastasen stellt die MR-gesteuerte LITT aufgrund des optimalen Therapiemonitorings und der optimierten Interventionsmöglichkeiten dar.AbstractPurpose. To present thermal ablation of liver metastases via laser induced thermotherapy. Material and methods. Different technical procedures of thermal ablation and online monitoring are used, as there are the MR-guided laser induced thermotherapy (LITT) and the radiofrequency ablaton thermotherapy (RF). Results. In a prospective non randomized study 606 patients with liver metastases were treated via MR-guided laserinduced thermotherapy. Inclusion criteria were the exclusion of extrahepatic tumor spread and a number of metastases lower than 5 and a size lower than 50 mm in diameter. The local tumor control rate in the 3 month and 6 month control study was 98.3%, the complication rate 3,5% (clinically relevant: 1,2%). The mean survival rate was 40,9 months for all patients with liver metastases without statistically relevant differences for various primaries, like colorectal carcinoma, breast cancer and various other tumors. Results for radiofrequency are so far limited with incidence of a higher local tumor recurrence rate versus LITT. Conclusion. MR-guided LITT results in a high local tumor control rate with improved survival.

Oligonoduläres hepatozelluläres Karzinom (HCC): MR-gesteuerte laserinduzierte Thermotherapie (LITT)

ZusammenfassungZielsetzung. Evaluierung des therapeutischen Potenzials der MR-gesteuerten Thermotherapie (LITT) bei Patienten mit oligonodulärem hepatozellulärem Karzinom. Material und Methoden. 39 Patienten mit 61 intrahepatischen Läsionen wurden mittels der LITT therapiert. Dabei wurden ein Nd:YAG-Laser (1064 nm) und spezielle Power-Laser-Applikationssysteme perkutan eingesetzt. Qualitative und quantitative Parameter und klinische Daten wurden evaluiert. Ergebnisse. Alle 39 Patienten tolerierten die Therapie unter Lokalanästhesie, ohne dass klinisch relevante Komplikationen beobachtet wurden. Unter Einsatz spezieller Thermosequenzen konnte die MR-Tomographie als Onlinemonitoring eingesetzt werden. Bei Läsionen bis zu 2 cm wird mit einem Monoapplikator therapiert, bei größeren Läsionen wurde eine Multiapplikationstechnik eingesetzt. In 97,5% wurde eine komplette Nekrose induziert mit einem 5-mm-Sicherheitssaum ohne Lokalrezidiv in den Nachkontrollen. Die mittlere Überlebenszeit bei Patienten mit hepatozellulärem Karzinom lag bei 4,4 Jahren (95%-Konfidenzintervall 3,6–5,2 Jahre, Kaplan-Meier-Methode). Schlussfolgerungen. Die perkutane MR-gesteuerte LITT erlaubt eine hohe Tumorortskontrolle bei oligonodulären HCC-Läsionen mit einer Verbesserung der Überlebensdaten.AbstractPurpose. To prospectively evaluate the therapeutic potential of MR-guided laser-induced thermotherapy (LITT) in patients with oligonodular hepatocellular carcinoma. Material and methods. 39 patients with 61 intrahepatic lesions were treated with LITT. The Nd:YAG laser fiber was introduced with a percutaneously positioned irrigated laser application system. Qualitative and quantitative MR parameters and clinical data were evaluated. Results. All patients tolerated the procedure well under local anesthesia. All observed complications were minor and no further treatment was necessary. Online MR thermometry allowed exact visualization. Lesions up to 2 cm in diameter could be efficiently treated with a single laser application, larger lesions were treated simultaneous multiapplication. In 97.5% we achieved a complete necrosis of the tumor and a 5 mm safety margin, resulting in a complete destruction of the tumor without local recurrences. Mean survival was 4.4 years (95% CI: 3.6–5.2 years) after the time of diagnoses of the HCC (Kaplan-Meier-method). Conclusion. In intrahepatic oligonodular involvement of hepatocellular carcinoma LITT appears to be an effective therapeutic procedure with a high tumor contol rate and better survival data.

Long-term production of major coagulation factors and inhibitors by primary human hepatocytes in vitro: perspectives for clinical application

Background/Aims: Patients with coagulation factor disorders require lifelong symptomatic treatment. This is associated with limited efficacy and transmission risks. From a clinical point of view, hepatocyte transplantation offers a rational alternative but is currently being hampered by lack of functional stability of engrafted cells. It was the aim of our study to devise culture conditions providing stable cell polarity, attachment and growth factor stimulation to improve longevity and coagulation factor production.

Transarterielle Chemoembolisation bei hepatozellulären Karzinomen : Technik, Indikationsstellung, Ergebnisse

ZusammenfassungHintergrund. Zum Zeitpunkt der Diagnosestellung sind mehr als 80% der Patienten mit HCC inoperabel, so dass die transarterielle Chemoembolisation (TACE) palliativ aber auch neoadjuvant zur Anwendung kommt. Material und Methoden. Bei 60 Patienten mit irresektablen hepatozellulären Karzinomen wurden 217 TACE-Behandlungen durchgeführt. Im Mittel erhielten die Patienten 3,6 Chemoembolisationsbehandlungen mit einem Intervall von je 4 Wochen. Für die Chemoembolisation der HCC wurde ein Gemisch aus Lipiodol, Mitomycin C und Spherex verwendet. Zur Therapiekontrolle wurden eine native CT und MRT nach jeder TACE durchgeführt. Ergebnisse. Die TACE konnte bei allen 60 Patienten erfolgreich durchgeführt werden. Hierbei zeigten sich bei primär hoher Embolisatbelegung der zu therapierenden HCC bei 38 (63,3%) Patienten eine partielle Remission und bei 12 (20%) Patienten ein Wachstumsstillstand. Es errechnete sich eine Einjahresüberlebensrate von 59%. 11 Patienten (18,3%) wurden hierbei in neoadjuvanter Intention mittels der TACE behandelt und hierdurch wurde eine anschließende vollständige Ablation der Lebertumoren durch LITT ermöglicht. Schlussfolgerungen. Die TACE der HCC stellt ein etabliertes minimal-invasives Verfahren zur Behandlung der Lebertumoren dar. Es wird als palliatives Verfahren zum Erzielen eines Wachstumsstopps oder zur Reduktion der Wachstumsgeschwindigkeit der Lebertumoren eingesetzt, kann aber auch im Rahmen eines neoadjuvanten kombinierten Einsatzes mit lokal ablativen Verfahren angewendet werden.AbstractBackground. At time of diagnosis 80% of the patients with hepatocellular carcinoma (HCC) could not be treated with surgical treatments, so that transarterial chemoembolization (TACE) was used as an neoadjuvant or palliative treatment modality. Material and methods. 60 patients were treated with 217 TACE courses, in the mean 3.6 TACE treatments per patient with an 4 week interval. TACE was performed with a dispersion of lipiodol, mitomycin C and spherex. 11 patients (18.3%) were treated in a neoadjuvant protocol with successful ablation. Lipiodol retention and size of the tumors were evaluated by CT and MRI. Results. 60 patients were successful treated with TACE. After treatment a primary high lipiodol retention was displayed and in 68 (63.3%) patients a reduction of the tumor size and in 11 (20%) patients a reduction of tumor growth rate was noted. The 1 year survival rate was 59%.After response to TACE and reducing the tumor size 11 patients could be treated with MR-guided LITT 4 to 6 weeks post embolization. Conclusion. Chemoembolization is a minimal invasive and outpatient treatment protocol for HCC.TACE might be indicated as a palliative treatment to control the diseased liver. If repeated TACE alteres the size and structure of primary unresectable HCC TACE expands the indication for MR-guided LITT.