Ablation Thermique Radiofréquence et Micro-Ondes Ecole d’Infirmier(e) de Bloc Opératoire, 25 septembre 2009 Ablation Thermique Radiofréquence et Micro-Ondes

Objectifs Connaître les principes de la thermo-ablation Connaître les indications actuelles Connaître les modalités de réalisation Connaître l’efficacité des thermo-ablations Connaître les complications pour savoir les dépister tôt

Principes de la RadioFréquence Le générateur fournit un courant alternatif haute fréquence (400-500 KHz ) qui provoque une altération cellulaire irréversible, par exposition à une température supérieure à 60°C. Thermo-coaguler les tissus proches de l'électrode RF.

Champ magnétique = agitation ionique Radio-Fréquence Champ magnétique = agitation ionique Ion + - Le champ magnétique alternatif attire et repousse les ions Les frictions entre les ions génèrent de la chaleur

Nécrose de coagulation Radio-Fréquence Nécrose de coagulation Destruction des cellules tumorales Fusion des couches lipidiques Dénaturation des protéines intra-cellulaires Chaleur dûe aux frictions >température cytotoxique

Thermo-Ablation Développement Progression Expansion Achèvement Lésion apparaissant sur les extrémités des baleines La lésion s’étend le long des baleines vers le centre du cercle La lésion s’étend en dehors et entre les baleines Lésion complétée

Seule la tumeur est traitée Radio-Fréquence Seule la tumeur est traitée Densité du champ La nécrose apparaît, l'impédance augmente, à tension constante, l'intensité du courant de R.F. diminue la puissance diminue dès que la lésion se nécrose. Ainsi, seule la zone tumorale subit une agitation ionique. le positionnement précis de l’aiguille préserve les autres tissus => lésion prévisible et reproductible Distance

Aiguille de Radio-Fréquence

Destruction par RF Impact de RF

Echographie 10 s 30 s 1 mn post arrêt de RF 3 mn

Echographie Guidage: +++ cf. ponction nodule pas toujours visible Contrôle immédiat : ++ sphère hyperéchogène (microbulles) marges de 0,5 cm Doppler couleur +/- énergie Produits de contraste ++ Contrôle à distance: +/- Contraste, nouveaux nodules PréRF Post RF

TDM Guidage: ++ immob machine Contrôle immédiat : + action de RF invisible nécrose avasculaire fine collerette hypervasc : réaction inflammatoire < 6 mois Contrôle à distance : ++ pas avant 6ème semaine

IRM Guidage : +++ scopie matériel dédié Contrôle immédiat : +++ séquences thermosensibles Contrôle à distance : +++ pas avant la 6ème semaine Gado et T2 ++

Indications Carcinome héptocellulaire Métastases : - Adénome Child A ou B attente de transplantation chez cirrhotique Métastases : - Chirurgie contre-indiquée (état général, multiopéré du foie) - Chirurgie refusée par le patient - Adénome

Contre-Indications > 3 à 5 nodules Nodules > 3 cm si multiples ; > 5 cm si unique Lésion maligne extra hépatique (ganglion ou méta) sauf TNE Nodule juxta hilaire (canaux hépatiques) Nodule juxta digestif (nécrose pariétale : colon) Anastomose bilio-digestive (abcès +++) T sous-capsulaire +/- Troubles coagulation, grossesse, infection, ascite abondante CHC : Child C, thrombose portale lobaire HTP : OK Tumeur juxta vasculaire : OK, mais risque de récidive locale

QUE FAIRE SI NODULE > 3 cm ? Associer les traitements : CHC : Chimioembolisation pré RF - Alcoolisation per RF Métas : Résection chirurgicale per RF Occlusion vasculaire per RF - Injection de sérum salé per RF

Récidive de la Maladie CHC Apparition de nouveaux nodules : 1 an 3 ans 5 ans 14% 49% 81% Lencioni, Radiology, 2005; 234 : 961-967

Complications Mineures 33% Nausées, vomissements au réveil Fébricule 38°C Douleurs < 1 jour Douleurs < qq semaines : tumeurs du dôme Brûlures cutanées exceptionnelles Wah, Radiology, 2005; 237 : 1097-1102

Complications Graves = 2,4 % Mortalité = 0,09 % Souvent asymptomatiques, spontanément résolutives Hémopéritoine, hématome intrahépatique Infarctus, thromboses veineuses ; perforation digestive Cholécystite, sténose biliaire (CHC < métas) Surinfection de la nécrose  drainage Essaimage cutané Epanchement pleural-liquide ou gazeux Précautions : cautériser le trajet, languette de foie sain, crase sanguine … Livraghi, Radiology, 2003; 226 : 441- 451

RF Vs Autres Techniques d’Ablation Alcoolisation : en voie d’abandon Laser : coût >> complexité >> Cryothérapie : per opératoire Micro-ondes : en développement

Avantages de la RF Geste simple Anesthésie légère Morbidité faible Peu de sacrifice de foie sain Répétition facile du geste Hospitalisation < 1 jour

Inconvénients de la RF Tumeur < 3 cm (au-delà : micro-ondes) < 5 nodules Echographie imparfaite dans le guidage et le contrôle immédiat produits de contraste, IRM ? Récidive locale des tumeurs juxtavasculaires : indications de micro-ondes

Radio Fréquence Non Hépatique Large expérience de la RF hépatique dans la prise en charge des métastases (colorectales) et des CHC RF osseuse : ostéome ostéoide et métastases RF pulmonaire RF rénale et surrénales RF mammaires, …

Radio Fréquence Non Hépatique Abord souvent plus difficile Guidage par imagerie non échographique Algorithmes de traitement spécifiques car conduction thermique différente Suivi par imagerie différent d’un organe à l’autre

Quelle Imagerie pour le Guidage? Poumon Os Rein Echographie - Scanner IRM ? Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Dupuy, et al. J Vasc Interv Radiol 2001;12:1135-48

Radio-Fréquence Pulmonaire : Particularités Nécrose rapide des tissus avec risque de carbonisation : ablation incomplète et risque de récidive locale Effet isolant de l’air température augmente rapidement temps de procédure similaire au foie Algorithme selon le caractère intraparenchymateux ou à contact pleural

Algorithme pour la RF Pulmonaire

Radio-Fréquence Pulmonaire : Indications Tumeurs primitives Carcinomes ayant une contre-indication chirurgicale, taille < 3cm Association avec radio-chimiothérapie Réduction du volume avant chimiothérapie (debulking)

Radio-Fréquence Pulmonaire : Indications Métastases Alternative à l ’approche chirurgicale (sarcome, rein) Alternative à la chimiothérapie / radiothérapie temps de rémission long après chimiothérapie (colon, sein) Fenêtre thérapeutique entre séances Association possible Nombre < 3-5 nodules et taille <3cm

Radio-Fréquence Pulmonaire Sous AG (le plus souvent) permet un positionnement précis de l’électrode Procédure pouvant être douloureuse sous anesthésie locale Guidage scanner (fluoroscanner) Décubitus dorsal/latéral/procubitus selon la localisation du nodule Un poumon par séance?

Système Co-Axial Multiples tirs possibles Ponction sous scanner Clichés Jean Palussière, Institut Bergonié, Bordeaux

Clichés Jean Palussière Fluoro CT Placement initial Deuxième tir Clichés Jean Palussière

Contrôle du Positionnement

Quel Suivi en Imagerie? Réaction inflammatoire (24-48 heures après RF) Cicatrisation (1-4 semaines) Réduction de taille tissu granuleux (rétraction) ou cavité Référence : taille du nodule après RF

Clichés Jean Palussière 2 jours 2 mois 4 mois 1 an Note the change in size of the tumour over the time period. This is a typical reaction after lung ablation. Clichés Jean Palussière

This example shows cavitation occurring after reduction in tumour size.

Primitif vs Secondaire Nécrose complète (PET + CT contraste) 69 % < 3 cm 39 % > 3 cm Survie à 1 an cancer primitif 89% métastases 84 % Pas de différence de survie selon taille et nécrose complète/partielle p < 0.05 NS Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Akeboshi, et al. JVIR 2004;15:463-70

Récidive (Cancer Colorectal) 3 mois Post RF 9 mois 12 mois

Cancer Primitif Pulmonaire 30 patients / 32 nodules 27 cancers primitifs (NPC 87%) Survie dépend de nécrose tumorale complète 20 mois vs 9 mois Nécrose complète corrélée à taille du nodule traité 100% si < 3 cm 30-40% si 3-5 cm 10% si > 5 cm Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Lee, et al. Radiology 2004;230:125-34

Complications : Enquête Internationale 7 centres (USA, Europe/Australie) 493 procédures Sédation AL 5/7 et AG 2/7 Décès 2 (0.4%) Complications mineures 10-30% Pneumothorax 30% Epanchement pleural drainé < 10% Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Steinke, et al. Anticancer Research 2004;24:339-43

Pneumothorax Apparaît dans 10-65% des cas Emphysème pariétal 10% Lié au nombre de passages pleuraux/taille aiguille (17G?)/localisation centrale D’emblée, à l’ouverture des baleines ou en fin de procédure Nécessité d’exsufflation 6-10% Nécessité de drainage 5-8% With every treatment, even less invasive treatments, complications can occur. It is important to be aware of these complications and to understand what can cause them. The primary complication encountered with lung ablation is pneumothorax. This is a collection of air or gas in the pleural space as shown on the next slide. The rate of pneumothorax is approximately 30-40% - the same rate as encountered with lung biopsy. The occurrence of pneumothorax is related to the path taken to the tumour and to the number of times the pleural wall has been punctured with a needle. Frequently, pneumothorax occurs when the tines of the needle are opened. The pneumothorax should be resolved before continuing with the procedure and if necessary aspirate/drain after the procedure also. If necessary, aspirate/drain during the procedure. Crossing the scissura (part where one lobe meets another) increases the risk of pneumothorax occurring. With central tumours where you have to cross a large portion of the lung to reach the tumour, the incidence of pneumothorax is also increased. Lee, et al. Radiology 2003;230:125-34 Yasui, et al. Radiology 2004;231:850-7 Kang et al. World J Surg Oncol 2004;2:6-12

Pneumothorax

Yasui, et al. Radiology 2004;231:850-7 Hémoptysies Tumeur proche des structures vasculaires (éviter les lésions proches du médiastin) Tumeur proche des grosses bronches Fréquence 3-10% des cas Le plus souvent spontanément résolutives Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Lee, et al. Radiology 2003;230:125-34 Yasui, et al. Radiology 2004;231:850-7

Hémorragie Alvéolaire

Yasui, et al. Radiology 2004;231:850-7 Autres Complications Fièvre 7-30% Pneumopathie 5-10% Epanchement pleural 4-25% Hémothorax 1-2% Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Lee, et al. Radiology 2003;230:125-34 Yasui, et al. Radiology 2004;231:850-7

Questions Non Résolues Anesthésie générale ? Bon résultats immédiats Résultats à long terme ? Place de la RF avec radiothérapie ou chirurgie ? Association RF avec chimiothérapie (métastases) et radiothérapie (primitif)

Radio-Fréquence Osseuse : Particularités Rupture corticale ou non Si corticale intacte : aiguille droite Si rupture corticale et lyse : aiguille parapluie Corticale intacte : rétention thermique et meilleure action tumorale So, what are the effects of this difference between lung and liver tissue. Firstly, the tissue will heat up very quickly indeed. Therefore, we may have charring of the tumour along the edges of the tines. This runs the risk of incomplete ablation and high local recurrence rates which means failure of the treatment. Secondly, it means that we can reduce the power and still get the same ablating effect. The surrounding air in effect insulates the tumour and ensures that it heats up despite the low deposition of energy. This also significantly reduces the possibility of charring and not achieving complete necrosis. Finally, this means that we need to change the algorithm to take account of both these factors. An additional factor to be considered is the location of the tumour. If the tumour is in the centre of the lung, then it is totally surrounded by air. If the tumour is in contact with the wall of the lung, then the current has a path to flow into relatively normal tissue. Thus, we have 3 algorithms depending on the amount of contact with the wall (pleura) of the lung, if any. Dupuy, et al. J Vasc Interv Radiol 2001;12:1135-48

Ostéomes Ostéoides Tumeur osseuse bénigne Cortex des os longs Enfant, adolescent ou adulte jeune Douleurs intenses, nocturnes calmées par les AINS Régression spontanée rare Résection chirurgicale ou RF Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Woertler, et al. J Vasc Interv Radiol 2001;12:717-22 Barei, et al. Clin Orthop 2000;373:115-24

Dupuy, et al. J Vasc Interv Radiol 2001;12:1135-48 Métastases Osseuses Fréquentes 30-50% des cancers avec métastases osseuses Sein, poumon, prostate Douleurs, compression nerveuse, fracture pathologique Radiothérapie/chimiothérapie/ hormonothérapie/ostéosynthèse Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Dupuy, et al. J Vasc Interv Radiol 2001;12:1135-48

Métastases Osseuses Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure

RF Métastases Osseuses Etude multicentrique Objectif principal : évaluation de l’effet antalgique 43 patients Amélioration significative 41/43 Complications : brûlure, fracture acétabulaire, incontinence (sacrum) Avant 4 semaines 12 semaines 24 semaines 7,9 (4-10) 4,5 3,0 1,4 Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Goetz, et al. J Clin Oncol 2004;22:300-6

Radio-Fréquence Rénale : Particularités Abord postérieur le plus souvent Organe de petite taille Voisinage de structures sensibles à l’élévation thermique Anses digestives Urétères Artifices techniques et expérience So, what are the effects of this difference between lung and liver tissue. Firstly, the tissue will heat up very quickly indeed. Therefore, we may have charring of the tumour along the edges of the tines. This runs the risk of incomplete ablation and high local recurrence rates which means failure of the treatment. Secondly, it means that we can reduce the power and still get the same ablating effect. The surrounding air in effect insulates the tumour and ensures that it heats up despite the low deposition of energy. This also significantly reduces the possibility of charring and not achieving complete necrosis. Finally, this means that we need to change the algorithm to take account of both these factors. An additional factor to be considered is the location of the tumour. If the tumour is in the centre of the lung, then it is totally surrounded by air. If the tumour is in contact with the wall of the lung, then the current has a path to flow into relatively normal tissue. Thus, we have 3 algorithms depending on the amount of contact with the wall (pleura) of the lung, if any.

Radio-Fréquence Rénale : Indications Contre-indication opératoire / anesthésique Lésion périphérique (exorénale ++) > centrale Lésion située à plus de 5mm des anses digestives - injection sérum - coelioscopie Maladie de Von Hippel Lindau So, what are the effects of this difference between lung and liver tissue. Firstly, the tissue will heat up very quickly indeed. Therefore, we may have charring of the tumour along the edges of the tines. This runs the risk of incomplete ablation and high local recurrence rates which means failure of the treatment. Secondly, it means that we can reduce the power and still get the same ablating effect. The surrounding air in effect insulates the tumour and ensures that it heats up despite the low deposition of energy. This also significantly reduces the possibility of charring and not achieving complete necrosis. Finally, this means that we need to change the algorithm to take account of both these factors. An additional factor to be considered is the location of the tumour. If the tumour is in the centre of the lung, then it is totally surrounded by air. If the tumour is in contact with the wall of the lung, then the current has a path to flow into relatively normal tissue. Thus, we have 3 algorithms depending on the amount of contact with the wall (pleura) of the lung, if any.

Facteurs d’Efficacité 34 patients à haut risque opératoire 42 lésions Ablation complète 29/29 si exorénale (diamètre 1-5 cm) Ablation complète dans tous les cas si lésion < 3 cm Ablation complète dans 45% des cas si lésion > 3 cm Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Gervais, et al. Radiology 2003;226:417-24

Radiofréquence Rénale 29 patients à haut risque opératoire Age moyen 69 ± 10 ans 35 cancers < 4 cm 33/35 cas : 1 séance 2/35 cas : 2 séances (CT contraste) 11/ 13 (85%) nodules avec 12 mois de suivi ou plus : absence de réhaussement 1 décès (pneumonie d’inhalation J3) 1 lésion hépatique 8 hématomes rénaux / périrénaux Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Su, et al. Urology 2003;61:26-33

Radio-Fréquence Rénale : Indications Contre-indication opératoire / anesthésique Lésion périphérique (exorénale ++) > centrale Lésion située à plus de 5mm des anses digestives - injection sérum - coelioscopie Maladie de Von Hippel Lindau So, what are the effects of this difference between lung and liver tissue. Firstly, the tissue will heat up very quickly indeed. Therefore, we may have charring of the tumour along the edges of the tines. This runs the risk of incomplete ablation and high local recurrence rates which means failure of the treatment. Secondly, it means that we can reduce the power and still get the same ablating effect. The surrounding air in effect insulates the tumour and ensures that it heats up despite the low deposition of energy. This also significantly reduces the possibility of charring and not achieving complete necrosis. Finally, this means that we need to change the algorithm to take account of both these factors. An additional factor to be considered is the location of the tumour. If the tumour is in the centre of the lung, then it is totally surrounded by air. If the tumour is in contact with the wall of the lung, then the current has a path to flow into relatively normal tissue. Thus, we have 3 algorithms depending on the amount of contact with the wall (pleura) of the lung, if any. Zagoria. RadioGraphics 2004;24:S59-71

Injection de Sérum

Aspect TDM avant repérage RF Post RF: bulles

Quel Suivi en Imagerie? Scanner avec injection +++ Réhaussement (> 10 UH) Si tumeur viable : nouvelle séance IRM avec injection The 3 stages of wound healing are discussed above. It is common for the zone of ablation to increase in the first couple of days and then to gradually reduce in the subsequent months.

Carcinome Rénal Contrôle à 3 mois

Zagoria. RadioGraphics 2004;24:S59-71 Complications Hématurie macroscopique rare et de résolution spontanée en 24-48 heures Complications graves rares (< 1%) Lésion thermique digestive Lésions pyélocalicielle ou urétérale Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure Zagoria. RadioGraphics 2004;24:S59-71

Hématome Péri-Rénal

Conclusion RF hépatique : indication principale RF pulmonaire en augmentation RF osseuse RF reins / surrénales RF mammaire Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure

Conclusion Innovations techniques Types d’aiguilles : parapluie, droite Diamètre d’introduction (17G) Guidage précis (Fluoro CT) Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure

Types d’Aiguilles

Conclusion RF rarement proposée à visée curative Contre-indication opératoire Etudes comparatives avec chirurgie Stratégies combinées avec chimiothérapie ou radiothérapie (séquence?) Efficacité sur des nodules jusqu’à 4,5 cm avec les micro-ondes. Other complications include; 1. Hemoptysis - coughing blood 2. Pleural effusion - gathering of fluid or pus in pleural space. Somewhat like pneumothorax but not involving gas. 3. Transient acute respiratory failure