Klinische Untersuchungen zur Wirkung ionisierender Strahlen auf die Speicheldrüsen bei Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich - ein prospektiver Vergleich zweier Strahlentherapietechniken

Abstract

Einleitung: Im Rahmen einer Radiotherapie zur Behandlung von Tumoren im Kopf-Hals-Bereich wird oftmals ein großer Teil von Normalgewebe mitbestrahlt, so dass es zur Ausbildung von akuten und chronischen Strahlenfolgen kommt. Zielstellung: Ziel dieser Untersuchung war es, eine neue 3D-Konformationsbestrahlungstechnik (3D-Radiotherapie) für Kopf-Hals-Tumoren zu prüfen, ob sie im Vergleich zur konventionellen 2D-Bestrahlungstechnik (2D-Radiotherapie) die Xerostomie und die akute Mucositis vermindern helfen kann. Material und Methoden: In diese Untersuchung konnten zwischen 04/2002 und 09/2003 insgesamt 32 Patienten (25 Männer, 7 Frauen, Alter: 58 Jahre im Mittelwert) mit malignen Tumoren im Kopf-Hals-Bereich eingeschlossen werden, die nach Operation einer kurativen Radio(chemo-)therapie oder bei Inoperabilität einer definitiven Radiochemotherapie unterzogen wurden. Gemessen wurden quantitative Faktoren des Speichels, wie die stimulierte Speichelflussrate, die Pufferkapazität und die Anzahl pathogener Mikroorganismen vor, während und zum Ende der Radiotherapie sowie einen Monat, sechs und 12 Monate nach Abschluss der Strahlenbehandlung. Zudem wurden die etablierten Mundhygieneindizes, wie Approximalraum-Plaque-Index (API) und Sulkus-Blutungs-Index (SBI) zu den oben genannten Zeitpunkten ausgewertet. Während der Behandlung wurden die Patienten außerdem auf das Vorhandensein einer akuten Mundschleimhautentzündung untersucht. Als Maß für die Strahlendosis an den Parotiden wurde die mittlere Parotisdosis in Gy (Dmean-Parotis) als Mittelwert der Summendosis beider Dmean-Werte von linker und rechter Parotis aus den Dosis-Volumen-Histogrammen (DVHs) anhand der 3D-Bestrahlungsplanung bestimmt. Die Erstellung der Dosis-Wirkungs-Kurve mit Ermittlung der Toleranzdosis 50 (TD50) für die Parotis erfolgte mit Hilfe des LYMAN- und des logistischen Modells. Ergebnisse: Es erhielten zehn von 32 Patienten (31%) die übliche, konventionelle 2DRadiotherapie. Die übrigen 22 von 32 Patienten (69%) wurden mittels der neuen 3Dradiotherapie behandelt. Die mittlere prätherapeutische Speichelflussrate aller Patienten lag mit 3,8±2,2 ml/5min etwas unterhalb des Wertes für normale Probanden (5ml/5min). Tendenziell konnte über den gesamten Messzeitraum mit der 3D-RT ein höherer Speichelfluss ermittelt werden. Unterschiede zwischen den RT-Techniken hinsichtlich Pufferkapazität, pathogener Mundflora sowie den Mundhygieneindizes ließen sich nicht belegen. Signifikant unterschiedlich war die Rate an Mukositiden, wobei mehr Patienten der Gruppe mit 2D-RT eine Mukositis Grad 3 im Vergleich zur Gruppe mit 3D-RT aufwiesen (3D-RT vs. 2D-RT mit 90% vs. 32%; p=0,002). Patienten mit 2D-RT wiesen außerdem signifikant höhere gemittelte Dmean-Parotis-Werte auf als Patienten mit 3D-RT (50,4±11 vs. 38,9±11 Gy; p Schlussfolgerungen: Die 3D-RT eignet sich als Standardbestrahlungsmethode grundsätzlich für Patienten mit Karzinomen im Kopf-Hals-Bereich. Vor allem bei Patienten mit Larynx- und Hypopharynxkarzinomen konnten damit mittlere Dmean-Parotis-Werte erreicht werden, die nachweislich den Speichelfluss verbesserten und somit zur objektiven Verminderung der Xerostomie beitragen konnten.

Introduction: Radiotherapy for head and neck cancer often includes healthy normal tissues, such as different types of salivary glands, in the beam direction. Xerostomia and mucositis represent the most common complications. Objective: The aim of this study was to compare the dose conformity achieved by threedimensional conformal radiotherapy (3D-RT) relative to that by conventional technique (2DRT) and to show a decrease in severe xerostomia and mucositis. Material and methods: Between April 2002 and September 2003, 32 patients (25 male, 7 female, median age: 58 years) with malignant tumours of the head and neck were evaluated once before, once during, and at the end, one, six and 12 month after the end of radiation treatment in regard to stimulated saliva flow rate (ml/5 min), buffer capacity, oral hygiene and colonisation with streptococcus mutans as well as lactobacillus. Moreover, the established mouth hygiene indices were as "Approximalraum-Plaque-Index" (API) and "Sulcus bleeding index" (SBI) evaluated at the times mentioned above. The gradation of mucositis was evaluated during the period of irradiation. The average mean dose value of both parotid glands (Dmean in Gy) was calculated from the dose-volume histograms (DVH) of the parotid glands. The normal tissue complication probability model TD50 (the dose of the whole organ leading to a complication probability of 50%) was calculated with the help of the "LYMAN" and the logistical models. Results: Ten patients were treated with the conventional technique the other 22 patients with the three-dimensional technique. The mean stimulated pre-radiotherapy flow rate of all patients was 3.8 ± 2.2 ml/5min. In the trend the stimulated salivary flow rates were higher in the group with 3D-RT than in the group with 2D-RT during the whole observation period. In regard to the buffer capacity, colonisation with bacteria and oral hygiene no differences between the two groups could be detected. The indices API and SBI were unsuitable as methods for the distinction of oral cavity radiogene side effects. Significantly there were more patients with mucositis gradation three in the 2D-RT group than in the compared group (2DRT vs. 3D-RT with 90% vs. 32%; p=0,002). Patients treated with the 2D-RT had significantly higher averaged Dmean values than those with 3D-RT (50.4Gy ± 11Gy vs. 38.9Gy ± 11Gy; p Conclusions: 3D-RT seems to be suitable as a standard irradiation method in patients with head and neck cancer. Primarily in patients with carcinoma of larynx and hypopharynx thus median Dmean parotid values could be reached with provably improved salivary flow rates and contribute to the objective reduction of xerostomia. In radiation planning, attempts should be made to achieve a mean parotid gland dose at least below 37 Gy.