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Strahlentherapie und Onkologie

, Volume 178, Issue 6, pp 299–306 | Cite as

Histomorphologische Strukturveränderungen von Kopf-Hals-Gefäßen nach prä- oder postoperativer Radiotherapie

  • Stefan Schultze-Mosgau
  • Gerhard G. Grabenbauer
  • Falk Wehrhan
  • Martin Radespiel-Tröger
  • Jörg Wiltfang
  • Rolf Sauer
  • Franz Rödel
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Hintergrund:

Patienten mit Plattenepithelkarzinomen im Kopf- und Halsbereich werden zumeist multimodal strahlen-, chemotherapeutisch und/oder chirurgisch behandelt. Die Erfolgsrate einer mikrovaskulären Hart- und Weichgeweberekonstruktion nach vorausgegangener Radiotherapie ist neben anderen Faktoren limitiert durch die strahleninduzierten Veränderungen der mikrochirurgisch genutzten Anschlussgefäße im Kopf- und Halsbereich. Ziel der Untersuchungen war es daher, das Ausmaß pathomorphologischer Gefäßveränderungen in Abhängigkeit von der Gesamtreferenzdosis und dem Intervall zwischen Radiotherapie und/oder Chemotherapie zu erfassen.

Patienten und Methoden: Im Zeitraum von Oktover 1995 bis März 2002 wurden insgesamt 348 Patienten mit 356 freien mikrovaskulären Hart- und Weichgewebetransplantaten primär oder sekundär rekonstruiert. In Abhängigkeit von der strahlentherapeutischen Vorbehandlung wurde folgende Gruppeneinteilung vorgenommen: Gruppe 1 = Patienten (n = 27) mit ausschließlich chirurgischer Behandlung. Gruppe 2 = Patienten (n = 29) mit einer neoadjuvanten Radiochemotherapie (40–50 Gy; 800 mg/m2 5-Fluorouracil [5-FU] und 20 mg/g2 Cisplatin) und primärer Rekonstruktion. Grupp3 = Patienten (n = 20) mit vorausgegangener Radiotherapie (60–70 Gy) und sekundärer Rekonstruktion. 209 Gefäßproben der Anschluss- und Transplantatgefäße wurden qualitativ histologisch auf Veränderungen der Media und Intima sowie quantitativ histomorphometrisch (NIH-Image) auf eine anteilige Zu- oder Abnahme der Media, der Intima oder des Lumens am Gesamtquerschnitt des Gefäßes untersucht (ANOVA SPSS V9).

Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten ein signifikantes Überwiegen von Gefäßveränderungen des Grade II (Hyalinose der Media und Intima und eine Intimaablösung, p = 0,009) an den Anschlussarterien in der Gruppe 3 (präoperative Radiotherapie mit 60–70 Gy). An Transplantatarterien (p = 0,127), Anschluss- (p = 0,43) und Transplantatvenen (p = 0,54) wurden keine signifikanten qualitativen Gefäßwandveränderungen zwischen einer vorausgegangenen Radiotherapie und keiner Bestrahlung gesehen. Bei der Analyse der Anschlussarterien war die Ratio Media/Gesamtfläche in Gruppe 3 (Median 0,51; IQR 0,10) signifikant kleiner als in Gruppe 1 (p = 0,02) (Median 0,61; IQR 0,29) und Gruppe 2 (p = 0,046) (Median 0,58; IQR 0,19). Ein signifikanter Unterschied der Ratio Lumen/Gesamtfläche zeigte sich zwischen Gruppe 1 und 3 (p = 0,01) (Gruppe 1: Median 0,24; IQR 0,15; Gruppe 2: Median 0,34; IQR 0,15; Gruppe 3; Median 0,40; IQR 0,18).

Schlussfolgerung: Nach einer Vorbestrahlung mit 60–70 Gy wurden signifikante qualitative und quantitative Gefäßwandveränderungen an den Anschlussarterien, nicht aber an den Anschlussvenen, den Transplantatarterien oder den Transplantatvenen festgestellt. Im Gegensatz zeigte eine neoadjuvante Radiochemotherapie (40–50 Gy, 5-FU und Cisplatin) bei der primären vaskulären Rekonstruktion 1,5 Monate nach neoadjuvanter Vorbehandlung keine signifikanten histologischen Gefäßveränderungen der vorbestrahlten Anschlussgefäße.

Schlüsselwörter: Vaskuläre Transplantate Radiochemotherapie Gefäße Mikrochirurgie Kopf- und Halskarzinome 

Background:

Patients with squamous cell carcinomas of the oral cavity are being increasingly treated by multimodal interdisciplinary regimes using a combination of surgery, chemo- and radiotherapy. Inflammatory alterations of the vascular endothelium following preoperative radiotherapy frequently cause healing delays of free flaps in the irradiated graft bed. The aim of the study was to investigate quantitative and qualitative changes of irradiated neck recipient vessels and transplant vessels used for microsurgical anastomoses in free flaps in patients undergoing preoperative radiotherapy or radiochemotherapy.

Patients and Methods: In 348 patients (October 1995–March 2002) receiving primarly or secondarly 356 microvascular hard- and soft tissue reconstruction, a total of 209 vessels were obtained from neck recipient vessels and transplant vessels during anastomosis. Three groups were analysed: group 1 (27 patients) treated with no radiotherapy or chemotherapy; group 2 (29 patients) treated with preoperative irradiation (60–70 Gy) and chemotherapy (800 mg/m2/day 5-FU and 20 mg/m2/day cisplatin) 1.5 months prior to surgery; group 3 (20 patients) treated with radiotherapy (60–70 Gy) (median interval 78.7 months; IQR: 31.3 months) prior to surgery. From each of the 209 vessel specimens, 3 sections were investigated histomorphometrically, qualitatively and quantitatively (ratio media area/total vessel area) by NIH-Image-digitized measurements. To evaluate these changes as a function of age, radiation dose and chemotherapy, a statistical analysis was performed using an analysis of covariance and 2tests (p > 0.05, SPSS V10).

Results: In group 3, qualitative changes (intima dehiscence, hyalinosis) were found in recipient arteries significantly more frequently than in groups 1 and 2. For group 3 recipient arteries, histomorphometry revealed a significant decrease in the ratio media area/total vessel area (median 0.51, IQR 0.10) in comparison with groups 1 (p = 0.02) (median 0.61, IQR 0.29) and 2 (p = 0.046) (mdeian 0.58, IQR 0.19). No significant difference was found between the vessels of groups 1 and 2 (p = 0.48). There were no significant differences in transplant arteries and recipient or tansplant veins between the groups. Age and chemotherapy did not appear to have a significant influence on vessel changes in this study (p > 0.05).

Conclusions: Following irradiation with 60–70 Gy, significant qualitative and quantitative histological changes to the recipient arteries, but not to the recipient veins, could be observed. In contrast, irradiation at a dose of 40–50 Gy and chemotherapy given at a median interval of 1.5 months prior to operation did not lead to significant histological changes to the recipient vessels.

Key Words: Free flaps Irradiation Vessels Microsurgery OSCC 

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Copyright information

© Urban & Vogel München 2002

Authors and Affiliations

  • Stefan Schultze-Mosgau
    • 1
  • Gerhard G. Grabenbauer
    • 2
  • Falk Wehrhan
    • 1
  • Martin Radespiel-Tröger
    • 3
  • Jörg Wiltfang
    • 1
  • Rolf Sauer
    • 2
  • Franz Rödel
    • 2
  1. 1.Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie (Direktor: Prof. Dr. Dr. F. W. Neukam), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergDE
  2. 2.Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie (Direktor: Prof. Dr. R. Sauer), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergDE
  3. 3.Institut für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (Direktor: Prof. Dr. O. Gefeller), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergDE

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