Intensitätsmodulierte Strahlenbehandlung für die Tumortherapie Christoph Thilmann, Uwe Oelfke, Peter Huber, Jürgen Debus

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1 ÜBERSICHT Intensitätsmodulierte Strahlenbehandlung neue Perspektiven für die Tumortherapie Christoph Thilmann, Uwe Oelfke, Peter Huber, Jürgen Debus Klinische Kooperationseinheit des Deutschen Krebsforschungszentrums, Heidelberg (PD Dr. med. Thilmann, Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Huber) Abteilung Medizinische Physik des Deutschen Krebsforschungszentrums, Heidelberg (Prof. Dr. rer. nat. Oelfke) Klinische Radiologie der Universitätsklinik Heidelberg (PD. Dr. med. Thilmann, Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Debus) ZUSAMMENFASSUNG Einleitung: Die Strahlentherapie zielt darauf, einen Tumor präzise zu bestrahlen und das umgebende Normalgewebe bestmöglich zu schonen. Während bisher die Dosisverteilung durch Versuch und Irrtum ermittelt wurde, verfügt man heute über die computeroptimierte inverse Bestrahlungsplanung. Die hochkonformierenden Bestrahlungspläne werden mit der intensitätsmodulierten Strahlenbehandlung (IMRT) umgesetzt. Damit kann die Dosis in angrenzenden Risikoorganen ohne Dosiseinbußen im Zielvolumen reduziert werden. Methoden: Ausgewertet wurden alle bis 10/2005 in Medline verfügbaren Arbeiten, die die Schlagworte IMRT, modulated radiotherapy oder intensity modulat und radiotherapy verwendeten. Ergebnisse und Diskussion: Erste klinische Ergebnisse sind vielversprechend, abgeschlossene randomisierte Studien liegen jedoch noch nicht vor. Breite klinische Erfahrungen mit der IMRT gibt es zur Dosiseskalation mit gleichzeitiger Rektumschonung beim Prostatakarzinom. Bei Kopf-Hals-Tumoren ist bei strenger Indikationsstellung der Erhalt der Speicheldrüsenfunktion möglich. Oft kann mit der IMRT auch bestrahlt werden, wenn mit konventionellen Techniken keine befriedigende Dosisverteilung zu erreichen ist. Beispiele sind Tumoren der Schädelbasis, das Pleuramesotheliom, paraspinale Prozesse und Nasennebenhöhlentumoren. Mit der IMRT kann rebestrahlt werden, unter besonderer Schonung der Risikostrukturen, deren Toleranz nach vorangegangener Bestrahlung bereits ausgeschöpft ist. Die IMRT ist für viele Indikationen im Körperstammbereich denkbar; zahlreiche Planungsuntersuchungen konnten einen theoretischen Vorteil der IMRT gegenüber konventionellen Techniken nachweisen. Eine IMRT sollte hier derzeit jedoch nur innerhalb klinischer Studien erfolgen. Dtsch Arztebl 2006; 103(48): A Schlüsselwörter: IMRT, Strahlentherapie, Prostatakarzinom, Kopf-Hals-Tumoren, Pleuramesotheliom Die Strahlentherapie zielt auf die maximale Schädigung des Tumors bei bestmöglicher Schonung des umliegenden Gewebes. Die konventionelle Strahlentherapie hat in der Vergangenheit große Fortschritte erreicht hinsichtlich Zielvolumendefinition, Dosisberechnung und Dosisapplikation. Bisher konnten nur Bestrahlungsfelder eingesetzt werden, bei denen über den gesamten Feldquerschnitt eine homogene Dosis verabreicht wird. Daher stößt die konventionelle Strahlentherapie vor allem dann an ihre Grenzen, wenn das Zielvolumen von sehr vielen SUMMARY INTENSITY MODULATED RADIOTHERAPY A NEW OPTION FOR TUMOUR TREATMENT Introduction: The aim of radiotherapy in tumour treatment is to target tumour tissue while preserving surrounding normal tissues. Until recently, dose distributions were calculated by trial and error, but now computer optimized inverse radiation treatment planning is available. With this technique, highly conformal treatment plans are used to deliver intensity modulated radiotherapy (IMRT). With IMRT, the dose to vulnerable organs can be minimized, without losing dose intensity to the tumour mass. Methods: Literature review using medline search using search terms: IMRT, modulated radiotherapy, intensity modulat and radiotherapy. Results and discussion: Although early clinical results are promising, data from randomised trials are as yet lacking.there is considerable experience in local dose escalation with IMRT in the treatment of prostate cancer. In head and neck tumours, salivary gland sparing is often achievable where both parotids are within the conventionally irradiated volume. IMRT can optimise treatment where conventional treatment planning is unable to deliver satisfactory dose distributions, such as in skull base tumours, pleural mesothelioma, paraspinal tumours or tumours of the paranasal sinuses. IMRT allows re-irradiation of tumour tissue, while sparing vulnerable organs whose radiation tolerance has already been reached. Although IMRT seems feasible and early clinical results are promising, higher quality evidence is needed and here it should currently only be used as part of clinical studies. Dtsch Arztebl 2006; 103(48): A Key words: IMRT, re-irradiation, prostate cancer, head-andneck tumours, mesothelioma Risikostrukturen umgeben ist oder wenn Risikostrukturen in das Zielvolumen eingebettet sind. Durch die Weiterentwicklung in der Computer- und Beschleunigertechnologie können nun Bestrahlungsfelder mit einer abgestuften Intensität eingesetzt werden (Grafik). Dazu wird der Therapiestrahl in viele (oft mehr als hundert) kleine Einzelfelder unterteilt, in denen unabhängig voneinander die einzustrahlende Dosis festgelegt werden kann. Damit lässt sich die Dosis für eine bestimmte Strahlrichtung dort reduzieren, wo eine Risikostruktur innerhalb A 3268 Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006

2 des Bestrahlungsfeldes liegt. Mit konventionellen Techniken bedeutet dies jedoch gleichzeitig eine Unterdosierung im Zielvolumen. Wird die aus dieser Strahlrichtung im Zielvolumen fehlende Dosis aus anderen Richtungen ausgeglichen, so verwendet man hierfür den Begriff intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT). Bei der konventionellen Bestrahlungsplanung wird die Feldgeometrie und Feldformung festgelegt und die daraus resultierende Dosisverteilung berechnet. Die Bestrahlungsparameter werden dann, basierend auf der Erfahrung des Planers, in einer so genannten Vorwärtsplanung solange verändert, bis eine befriedigende Dosisverteilung erreicht ist. Bei der IMRT geht man in der Regel den umgekehrten Weg: den der inversen Bestrahlungsplanung. Zunächst werden Anforderungen an die Dosisverteilung innerhalb und außerhalb des Zielvolumens formuliert. Anschließend werden mithilfe eines Computerprogramms schrittweise die intensitätsmodulierten Bestrahlungsfelder bestimmt, bei denen die resultierende Dosisverteilung den Vorgaben möglichst gut entspricht. Die Dosis in Risikoorganen kann ohne Dosiseinbußen im Zielvolumen reduziert werden. Gleichzeitig lassen sich bestimmte Bereiche des Zielvolumens mit unterschiedlichen Dosen bestrahlen. So können neue therapeutische Ansätze zur Dosiseskalation im Tumor oder zur konformierenden Schonung von Risikoorganen verfolgt werden. Klinische Einsatzgebiete Die IMRT wurde erstmals 1997 klinisch eingesetzt. Bis 2002 wurde weltweit in circa Therapieeinrichtungen die Möglichkeit zur intensitätsmodulierten Bestrahlung geschaffen. Schätzungen zufolge wurden bisher mehr als Patienten mit IMRT behandelt (1). Obwohl die Grundlagen zur IMRT in Deutschland entwickelt wurden, verbreitet sich hier dieses Verfahrens nur langsam und die Anwendung bleibt einzelnen Zentren vorbehalten. Offizielle Zahlen fehlen, die Gesamtzahl der IMRT-Behandlungen in Deutschland liegt bei circa Zunächst wurden vorwiegend Planvergleichsstudien und deskriptive Therapiestudien mit wenigen Fällen publiziert, die die Überlegenheit der IMRT hinsichtlich der physikalischen Dosisverteilung gegenüber konventionellen Techniken zeigten. Um hohe Evidenzgrade in der Onkologie zu erreichen sind hohe Fallzahlen, lange Nachbeobachtungszeiten und wenn möglich randomisierte Studien erforderlich. Da die IMRT erst seit kurzer Zeit verfüg- GRAFIK Intensitätsmodulierte Strahlentherapie am Beispiel des Prostatakarzinoms. Die IMRT verwendet Bestrahlungsfelder mit einer abgestuften Intensitätsverteilung. Dort, wo Risikostrukturen im Bestrahlungsfeld liegen, kann die Dosis reduziert werden. Die im Zielvolumen fehlende Dosis kann aus einer anderen Strahlrichtung ausgeglichen werden. Wie die Dosis-Volumen-Histogramme (a c) zeigen, ist es mit der IMRT im Gegensatz zur konventionellen Strahlenbehandlung möglich, die Dosis in den Riskoorganen Rektum und Blase drastisch zu reduzieren, ohne Dosiseinbußen im Zielvolumen. Damit wird das Risiko für Spätkomplikationen an Blase und Rektum in klinisch relevantem Maß verringert. d) Im Gegensatz zur konventionellen Bestrahlung gelingt es darüber hinaus e) mit der IMRT den Hochdosisbereich ( = 72- Gy-Linie) an die Form der Prostata (rot) und gleichzeitig die 60-Gy-Linie an das erweiterte Zielvolumen (periprostatisches Gewebe, blau) anzupassen (gelbe Linie). Damit kann die anschließend erforderliche Boostbestrahlung in den täglichen Behandlungsablauf integriert und die Gesamtbehandlungsdauer merklich verkürzt werden. Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006 A 3269

3 bar ist, gibt es für die möglichen Anwendungsgebiete noch keine randomisierte Studien. Mittlerweile sind einige gut geplante nicht randomisierte Fallkontrollstudien erschienen, die vereinzelt Aussagen auf dem Evidenzlevel III erlauben. Im Rahmen dieser Arbeit wurden alle bis 10/2005 in Medline verfügbaren Arbeiten gesichtet, die die Schlagworte IMRT, modulated radiotherapy oder intensity modulat und radiotherapy verwendeten. Prostatakarzinom Wegen der konkaven Form des Zielvolumens und der nahen Lage von Prostata und Rektum eignet sich die IMRT besonders zur Radiotherapie des Prostatakarzinoms. Im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie lässt sich mit der IMRT die Dosis an den Risikoorganen drastisch reduzieren und gleichzeitig im Zielvolumen steigern (Grafik). Daher wurde die IMRT in zahlreichen Einrichtungen zuerst bei der Behandlung des Prostatakarzinoms eingesetzt. Erste prospektive Fallkontrollstudien lassen darauf schließen, dass die physikalische Dosisverteilung die klinischen Ergebnisse erkennbar verbessert. Bei der Strahlenbehandlung des Prostatakarzinoms geht man von einer Dosis-Wirkungs-Beziehung aus. Die Wahl der Dosis hängt ab von der lokalen Ausbreitung, der Höhe des PSA-Wertes und dem Gleason-Score also der Summe der Bewertungsziffern für die beiden Wachstumsmuster, die in der Gewebeprobe vorherrschen. Bei Patienten mit Risikofaktoren (T > 2, PSA > 10, oder Gleason- Score > 7) hat sich eine Dosiseskalation mit hinreichender Evidenz als wirkungsvoll erwiesen (2). Normalgewebsreaktionen sind dosis- und volumenabhängig (3). In randomisierten Studien wurde gezeigt, dass mit einer 3-D-konformierenden Bestrahlungstechnik die Rate der Spätkomplikationen an Rektum und Blase im Vergleich zu einfachen Bestrahlungsverfahren reduziert werden kann (2). Der dosimetrische Vorteil der IMRT wird durch die klinischen Erfahrungen von Zelefsky et al. bestätigt. Bei den Patienten, die mit einer Gesamtdosis von 81 Gy im Bereich der Prostata bestrahlt wurden, lag die Rate höhergradiger Proktitiden mit der IMRT bei ein Prozent (2 von 171 Patienten). Mit konventioneller 3-D-konformierender Technik mit sechs Photonenfeldern lag sie bei 15 Prozent (9 von 61 Patienten) (4). Hierbei handelt es sich allerdings um eine sequenzielle Studie mit deutlich reduzierter Aussagekraft. Die Ergebnisse laufender Phase-3-Studien bleiben abzuwarten. Bei einer geplanten Dosisapplikation von mehr als 70 Gy ist der Einsatz der IMRT nach eigenen Erfahrungen sinnvoll. Kopf-Hals-Tumoren Die Bestrahlung von Kopf-Hals-Tumoren ist wegen der Form des Zielvolumens, der erforderlichen Gesamtdosis und der nahen Lage zu Risikostrukturen eine der schwierigsten Situationen der konventionellen Strahlentherapie. Um eine adäquate Dosis im Tumor zu erzielen, müssen starke Normalgewebsreaktionen in Kauf genommen werden. Bei der IMRT stehen zwei Ziele im Vordergrund: die Vermeidung einer Xerostomie eine Dosiseskalation bei nachgewiesener Dosis-Wirkungs-Beziehung. Speicheldrüsenschonung und lokale Kontrolle Die Speicheldrüsen sind sehr strahlenempfindlich, bereits bei relativ niedrigen Bestrahlungsdosen stellen sie dauerhaft ihre Funktion ein. Eine ausreichende Speichelproduktion bleibt erhalten, wenn die Dosis an mindestens einer Ohrspeicheldrüse auf eine mittlere Dosis von < 26 Gy begrenzt werden kann (5). Das ist in der Primärtherapie von Kopf-Hals-Tumoren bei einer anzustrebenden Gesamtdosis von etwa 70 Gy bei konventioneller Bestrahlung nicht erreichbar, wenn beidseits der Lymphabfluss oberhalb des Musculus digastricus bestrahlt werden soll. Hier tritt dann eine dauerhafte Xerostomie mit einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqualität und schwerwiegenden Folgen wie Zahnhalskaries oder Osteoradionekrose auf. Mit der IMRT kann in bestimmten Fällen die Funktion einer Ohrspeicheldrüse erhalten werden. Dies wurde mit mehreren Fallkontrollstudien an einer größeren Patientenzahl nachgewiesen. Von Lin et al. wurden 135 Patienten mit Oropharynx- und Mundhöhlenkarzinom bestrahlt. Die kontralaterale Ohrspeicheldrüse wurde aus dem Hochdosisbereich ausgeblendet. Der Erhalt der Speicheldrüsenfunktion war deutlich mit einer gesteigerten Lebensqualität assoziiert (6). Allerdings wurde bei dieser Vorgehensweise gleichzeitig die Dosis im Bereich des Lymphabflusses in der Nähe der geschonten Ohrspeicheldrüse reduziert. Um eine dadurch bedingte Erhöhung der Lokalrezidivrate zu vermeiden, wurden Patienten mit einem nachgewiesenen Befall des Nasopharynx oder kontralateraler Lymphknoten ausgeschlossen (7). Auch Chao et al. bestrahlten 126 Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren mit einer speicheldrüsenschonenden IMRT und stellten nachfolgend keine erhöhte Lokalrezidivrate fest (8). Wenngleich die Bewertung der lokalen Kontrolle anhand nichtrandomisierter Studien schwierig ist, belegen die bisher publizierten Ergebnisse, dass die IMRT hinsichlich der lokalen Kontrolle äußerst effektiv ist. Lee et al. erzielten bei der IMRT-Behandlung von 67 Patienten mit Nasopharynxkarzinomen trotz eines Anteils von 45 Prozent mit Tumorstadien T3/T4 eine lokale Kontrolle von 97 Prozent nach vier Jahren (9). Nach vier Jahren klagte ein Patient über eine mittelgradige Xerostomie. Wolden et al. erreichten eine lokale Kontrolle von 91 Prozent nach drei Jahren bei 66 Prozent Patienten mit T3/T4-Tumoren (21). Ein vergleichbares konventionell bestrahltes Patientenkollektiv hatte eine 3-Jahres-Kontrollrate von 79 Prozent. Auch bei Tumoren des übrigen Pharynx und der Mundhöhle wurden mit der IMRT viel versprechende lokale Kontrollraten erreicht. Neben den guten Ergebnissen von Eisbruch et al. (7) und Chao et al. (8) müssen auch die Ergebnisse von Yoa et al. erwähnt werden (10). In dieser Untersuchung wurden 51 Patienten mit einer postoperativen und 99 Patienten mit einer primären Strahlentherapie behandelt. Bei den Patienten mit Oropharynxkarzinomen wurde eine lokoregionäre Kontrollrate nach zwei Jahren von 98 Prozent erzielt, bei Patienten mit Larynxkarzinom eine von 85 Prozent und bei Patienten mit Mundhöhlenkarzinom eine von 78 Prozent. Aufgrund dieser Ergebnisse erscheint der Einsatz der IMRT bei Kopf-Hals-Tumoren unter strenger Indikationsstellung zur Vermeidung der Xerostomie auf dem Evidenzniveau III gerechtfertigt. A 3270 Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006

4 Abbildung 1: Integrierte Boostbestrahlung bei Oropharynxkarzinom (ct4cn0). Im makroskopischen Tumorvolumen (GTV; gross tumor volume) wurde eine Einzeldosis von 2,2 Gy bis zu einer Gesamtdosis von 66 Gy appliziert. Zu beachten ist die gute Konformität der 95-%-Isodose an das GTV bei gleichzeitiger Konformität der 80-%-Isodose an das Lymphabflussgebiet, sodass hier eine minimale Dosis von 54 Gy erreicht werden konnte. Aufgrund der Lage des Tumors rechts wurde auf die Schonung der rechten Ohrspeicheldrüse verzichtet, linksseitig konnte bei einer mittleren Dosis von 25,2 Gy die Funktion dauerhaft erhalten werden. Simultan integrierter Boost Die IMRT eröffnet neue Formen der Dosiseskalation. Es können unterschiedliche Bereiche des Zielvolumens mit unterschiedlich hohen Fraktionsdosen bestrahlt werden. Beim simultan integrierten Boost wird das makroskopische Tumorvolumen mit einer erhöhten Einzeldosis bestrahlt (Abbildung 1). Gleichzeitig kann die Dosis im Normalgewebe außerhalb des makroskopisch sichtbaren Tumorvolumens reduziert werden. Wolden et al. applizierten im makroskopischen Tumorvolumen bei Nasopharynxkarzinom Einzeldosen von 2,34 Gy bis zu einer Gesamtdosis von 70,2 Gy (11). Im Hinblick auf die Akutreaktionen scheint dieses Konzept auch in Verbindung mit einer platinhaltigen Chemotherapie mit konventionellen Behandlungsschemata durchführbar (12). Vorsicht ist jedoch hinsichtlich der Spätkomplikationen geboten, weil beispielsweise intakte Schleimhaut und periphere Nerven im Hochdosisbereich lokalisiert sein können. Daher sollte dieses Konzept zunächst nur in klar definierten prospektiven Studien umgesetzt werden. Schädelbasistumoren In der Vergangenheit erbrachte die konventionelle Strahlenbehandlung von Malignomen im Schädelbasisbereich nur unzureichende Ergebnisse. Häufig stößt auch die fraktionierte stereotaktische Radiotherapie an ihre Grenzen, wenn Risikostrukturen ins Zielvolumen eingebettet sind und die erforderlichen Gesamtdosen die Toleranz dieser Strukturen überschreitet. Hier sind vor allem Chordome, Chondrosarkome (13) und adenoidzystische Karzinome (14) zu nennen. Gleiches gilt für Meningeome (15) und Nasennebenhöhlenmalignome wie das Olfaktoriusneuroblastom (16, 17). In diesen schwierigen Situationen wird eine Erfolg versprechende Behandlung oft erst durch die IMRT möglich. Wenn sich die IMRT nach einer Bestrahlungsplanung zur konventionellen Strahlentherapie als zwingend notwendig erweist, ist der Patient in eine Einrichtung zu überweisen, die über die Möglichkeit zur IMRT verfügt. Da für diese Indikationsgruppen eine Randomisation mit der bisherigen Standardtherapie ethisch kaum vertretbar ist, ist hier eine Evidenz auf der Basis randomisierter Studien nicht zu erreichen. Pleuramesotheliom Beim Pleuramesotheliom erwies sich die Strahlentherapie zumindest in der adjuvanten Situation als nicht effektiv (18). Die IMRT eröffnet neue Therapiemethoden, die erstmals auch einen kurativen Ansatz verfolgen lassen. Die Autoren setzen die IMRT im Rahmen eines trimodalen Behandlungskonzeptes mit neoadjuvanter Chemotherapie (Cisplatin, Gemcitabine) und Pneumopleuroperikardektomie ein. Trotz der komplikationsträchtigen Vorbehandlung kann bei guter Schonung des Herzens, der Leber, der kontralateralen Lunge und der ipsilateralen Niere eine Dosis von Gy im gesamten Operationsgebiet appliziert werden (Abbildung 2). Nach eigenen Erfahrungen ist die Verträglichkeit gut, die Wirksamkeit der Therapie muss allerdings noch bei einer größeren Patientenzahl und einem ausreichenden Nachbeobachtungszeitraum nachgewiesen werden. Das rezidivfreie 1-Jahres-Überleben bei zwölf Patienten liegt derzeit bei 74 Prozent. Re-Bestrahlung Ein Rezidiv nach vorangegangener Strahlenbehandlung stellt eine schwierige Situation dar, weil die Toleranz der Risikostrukturen häufig mit der Erstbestrahlung ausge- Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006 A 3271

5 Abbildung 2 Intensitätsmodulierte Strahlentherapie eines Pleuramesothelioms nach neoadjuvanter Chemotherapie und Pneumopleuroperikardektomie. Nur mit der IMRT kann das OP-Gebiet vollständig erfasst werden, ohne die Toleranz der Leber und Niere zu überschreiten. Gleichzeitig kann mit dieser Bestrahlungstechnik die kontralaterale Lunge und das Herz geschont werden. Es wurde bei guter Verträglichkeit eine Gesamtdosis von 54 Gy in Einzeldosen von 2 Gy appliziert. reizt ist. Wenn sonstige Therapieoptionen ausgeschöpft sind, erreicht die konventionelle Strahlenbehandlung aufgrund der erforderlichen Dosisreduktion im Tumor nur unzureichende lokale Kontrollraten. Hier erlaubt die IMRT häufig eine Schonung dieser Risikostrukturen, bei gleichzeitiger Dosissteigerung im Zielvolumen. Im Schädelbasisbereich ist die IMRT meist unumgänglich, um im Bereich des Hirnstammes oder der Sehbahn die Dosis gezielt zu reduzieren. Besonders geeignet erscheint die IMRT zur Re-Bestrahlung von Wirbelsäulenmetastasen, weil hier das Myelon oft zirkulär vom Zielvolumen umgeben ist. Damit die Dosis nur im Myelon verringert wird und nicht im Zielvolumen, ist eine hochpräzise Lagerung oder eine tägliche Korrektur der Bestrahlungsposition wichtig. Eigene Erfahrungen zeigen, dass die IMRT in der Palliativtherapie zur Re-Bestrahlung von Wirbelsäulenmetastasen sicher durchführbar ist und bei guter Verträglichkeit nach einem Jahr eine lokale Kontrolle von mehr als 90 Prozent erreicht (19). Weitere Einsatzgebiete Die IMRT ist für viele Indikationen im Körperstammbereich denkbar. Zahlreiche Planungsuntersuchungen konnten einen dosimetrischen Vorteil der IMRT gegenüber konventionellen Techniken nachweisen. Eine IMRT erscheint bei gynäkologischen und gastrointestinalen Tumoren sowie beim Bronchialkarzinom sinnvoll. Erste Behandlungsergebnisse sind viel versprechend und deuten auf eine Verbesserung der klinischen Ergebnisse hin. Zurzeit lassen sich allenfalls Aussagen auf dem Evidenzniveau IV bis V treffen. Eine IMRT ist daher lediglich im Rahmen klinischer Studien gerechtfertigt. Voraussetzungen Die IMRT erfordert eine zusätzliche apparative Ausstattung und einen größeren Zeitaufwand. Der zeitliche Mehraufwand gegenüber modernen konventionellen Bestrahlungstechniken wird auf etwa 50 Prozent geschätzt. Darüber hinaus sind bei der Planung und Durchführung der IMRT folgende Besonderheiten zu beachten: Bei der inversen Planung ist eine detaillierte Kenntnis der Anatomie und der Tumorausbreitung entscheidend. Nur abgegrenzte Zielvolumina werden mit der verschriebenen Dosis behandelt und nur korrekt gekennzeichnete Risikostrukturen werden adäquat geschont. Für eine hochkonformale Dosisverteilung müssen die Patienten präziser positioniert, die Bestrahlungsposition besser überwacht und Organbewegungen kontrolliert werden. Der Umgang mit sehr vielen, zum Teil sehr kleinen Teilfeldern stellt besondere Anforderungen an die Dosisberechnung und die Genauigkeit der Dosisapplikation. Maschineneigenschaften wie Streuung im Bestrahlerkopf, Halbschatten und Transmission haben einen viel stärkeren Einfluss auf das Ergebnis der Bestrahlungsplanung als bei der konventionellen Therapie. Die Planevaluation erfordert eine außerordentliche Sorgfalt. Die Dosisverteilung einer IMRT-Bestrahlung ist vergleichsweise inhomogen. Je kleiner der Abstand zwischen Risikostrukturen und Zielvolumen ist oder je konkaver das Zielvolumen, umso stärker können Über- oder Unterdosierungen auftreten, die teilweise nur in einer Schicht des Bestrahlungsplanes nachweisbar sind. Daher muss in jeder Planschicht die Dosisverteilung kritisch begutachtet werden. Einschränkungen Räumliche und zeitliche Änderung der Dosisverteilung Die IMRT führt zu Veränderungen der räumlichen Dosisverteilung wie etwa Dosisinhomogenitäten mit kleinvolumiger Über- und Unterdosierung im Zielvolumen und der zeitlichen Dosisverteilung wie beispielsweise viele kürzere Bestrahlungspulse bei einer insgesamt verlängerten Bestrahlungszeit. Noch nicht ausreichend geklärt ist der Einfluss von Dosisinhomogenitäten und Protrahierungseffekten auf Tumorkontrolle und Spätkomplikationen (3, 20, 21). Daher sollte die IMRT auch weiterhin unter strenger Indikationsstellung eingesetzt werden. Fortschritte bei Dosisberechnung und -applikation lassen hier jedoch deutliche Verbesserungen erwarten. A 3272 Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006

6 Erhöhung der integralen Dosis im Normalgewebe Während die Hochdosisbereiche im Normalgewebe außerhalb des Zielvolumens durch die IMRT drastisch reduziert werden, werden größere Bereiche des Körpers mit einer niedrigen Dosis bestrahlt. Ursachen sind: größere Zahl von Einstrahlrichtungen mit zum Teil stärkerer Eindringtiefe größere Zahl von Monitoreinheiten mit einer erhöhten Streustrahlung aus dem Strahlerkopf. Bei Kopf-Hals-Tumoren können die Unterschiede der Ganzkörperdosis zwischen konventioneller und IMRT- Bestrahlung bei 0,5 Sv liegen (22). Schätzt man die Entstehung von Zweitneoplasien nach den Empfehlungen der International Commission on Radiological Protection, liegt das zusätzliche Risiko bei etwa ein Prozent (23). Das Risiko für ein Sekundärmalignom hängt von der gewählten IMRT-Technik und der Strahlenergie ab (24). Dies ist vor allem bei der Behandlung von Tumoren bei Kindern zu beachten und bei Tumoren, bei denen auch mit konventionellen Methoden eine gute Prognose erreicht wird. Hier ist besonders auf die Wahl geeigneter Einstrahlrichtungen und der Photonenenergie zu achten. Künftige inverse Bestrahlungsplanungssysteme sollten die Minimierung des Sekundärmalignomrisikos beinhalten. Mit IMRT behandelte Patienten sind einer wirksamen Nachsorge zuzuführen, um eventuell auftretende Zweitmalignome sicher erfassen und frühzeitig behandeln zu können. Resümee Die IMRT eröffnet neue Möglichkeiten in der Behandlung von Tumorpatienten. Aufgrund der erst seit kurzer Zeit bestehenden Verfügbarkeit sind Therapieempfehlungen lediglich auf dem Evidenzlevel III möglich. Ein Einsatz kann empfohlen werden: wenn aufgrund der Risikokonstellation beim lokalisierten Prostatakarzinom eine Dosiseskalation erfolgen soll bei Kopf-Hals-Tumoren unter strenger Indikationsstellung zum Erhalt der Speicheldrüsenfunktion wenn mit konventionellen Techniken keine befriedigende Dosisverteilung zu erzielen ist, wie beispielsweise an der Schädelbasis, paraspinal, bei Pleuramesotheliom und bei Re-Bestrahlung. Interessenkonflikt Prof. Oelfke unterhält eine wissenschaftliche Zusammenarbeit mit Siemens (Adaptive Cone Beam Therapy). PD Thilmann, Prof. Huber und Prof. Debus erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors besteht. Manuskriptdaten eingereicht: , revidierte Fassung angenommen: LITERATUR 1. Mell LK, Roeske JC, Mundt AJ: A survey of intensity-modulated radiation therapy use in the United States. 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Christoph Thilmann Praxis für Strahlentherapie Neuwied Marktstraße 104, Neuwied c.thilmann@strahlentherapie-neuwied.de Deutsches Ärzteblatt Jg. 103 Heft Dezember 2006 A 3273