無枠光学ナビゲーションによる立体定位レーザー間質熱治療のファントムおよびインビボ精度

2024-06-11 Tue
フレームレス光学ナビゲーションによる体内定位レーザー間質加温療法の精度背景膠芽腫は急速に成長し浸潤性の高い脳腫瘍であり、従来の治療法には外科的切除、放射線療法、化学療法が含まれます。しかし、一部の患者では腫瘍の位置が深く、手術リスクが高い場合があります。この問題を解決するため、研究者は新しい治療法である体内定位レーザー間質加温療法(laser interstitial thermal therapy、LITT)を開発しました。このLITTは、ステレオタクティックガイダンスの下でレーザープローブを挿入し、MRIによる温度モニタリングにより、腫瘍組織を正確に破壊しながら周辺の脳組織を損傷することなく治療します。研究によると、消融範囲が広いほど、LITTの治療効果が高くなります。したがって、レーザーファイバーの正確な配置が、標的病変の最大消融と不必要な組織損傷の最小化に不可欠です。
研究の出所本研究は、オランダのナイメーヘン・ラドバウド大学医療センターおよびエンスヘデ・トゥエンテ大学医学部に所属するIlaria Viozzi、Maxime J.P. Schoonbrood、Vincent J. Ribbens、Mark ter Laan、Christiaan G. Overduinによって執筆されました。この論文は、2024年5月31日の『Journal of Neurosurgery』に「Phantom and in vivo accuracy of frameless optical navigation in stereotactic laser interstitial thermal therapy」と題して掲載されました。
研究内容研究目的本研究の主な目的は、VarioguideシステムによるフレームレスステレオタクティックLITTプローブの配置精度を評価することでした。具体的には以下の点を検討しました。
ファントムスカル内でのVarioguideシステムの精度評価
臨床環境でのVarioguideシステムの精度および目標位置のズレが最大消融体積に与える影響の評価
研究方法ファントム実験研究者らは、実際の患者CTデータから3Dプリントした乳酸ポリマースカルファントムを作成し、内部に4%アガロースゲルを充填して脳組織を模擬しました。脳波ナビゲーションMRIを用いて軌道計画を行い、45°および90°の角度、4cmおよび10cmの長さの条件で、計24の軌道を設定してプローブ配置実験を行いました。
各ファントムスカルには7つの皮膚マーカーを設置し、術前MRI撮影と術中校正に使用しました。Varioguideシステムを用いてLITT冷却カニューレを計画軌道に従って挿入し、スパイラルドリルで穴を開けてレーザー導管を配置しました。最後に、術中MRIで導管位置を記録しました。
臨床データ臨床では、EMITTパイロット試験に参加した10人の患者のMRIおよび軌道計画データを使用しました。これらの患者に対して合計16のレーザープローブ軌道による治療が行われ、すべての患者からデータ収集の同意を得ていました。ファントム実験と同様の手順で軌道計画と導管配置を行い、配置後にLITT消融手順が実施されました。
データ解析研究者らはMatlabとSPSSを使って統計解析を行い、目標点誤差(TPE)、深さ偏差、側方偏差、角度偏差などの複数のパラメーターを用いて、計画軌道と実際の軌道の精度を定量化しました。
主な結果ファントム実験ファントム実験の中央値TPEは3.3mm、角度偏差は1.9°で、長い軌道(10cm)と低角度(45°)の軌道で精度が有意に低下しました。
臨床実験実際の患者では、中央値TPEは4.0mm、角度偏差は3.2°でした。目標点のズレにより、最大可能消融体積の中央値が6%減少しました。
結論と意義本研究結果から、VarioguideシステムによるLITTプローブ配置の平均目標点誤差は約4mmで、短く直線的な軌道がより精度が高いことがわかりました。臨床では目標点のズレにより、計画消融体積の中央値が6%減少しました。LITTの症例計画と患者選択では、これらの要因を考慮する必要があります。
高精度のフレームレスシステムでも、特定の条件下で大きな不正確さが生じる可能性があり、小さな病変や正常脳組織に近い消融では注意が必要です。より高い精度が求められる場合は、骨標識やフレームシステムの使用を検討する必要があります。
研究の魅力ファントムと臨床データを用いて、VarioguideシステムによるフレームレスステレオタクティックLITTの軌道精度を初めて詳細に検証しました。
目標位置のズレが最大可能消融体積に与える影響を定量化し、臨床実践における重要な参考データを提供しました。
研究の限界サンプルサイズが比較的小さいため、結果は予備的なデータとみなされるべきです。また、他のフレームレスやフレームベースのナビゲーション技術との比較は行われておらず、今後の研究では適用シナリオのさらなる検討が必要です。
本研究は、膠芽腫治療におけるLITTの適用に関する新しい学術的根拠と技術的参考データを提供しており、今後の臨床実践と研究の基礎を築いています。