Quantitative und qualitative Speicheldrüsenfunktionsuntersuchungen in Abhängigkeit von Dosis und Volumen einer Radiotherapie zur Verringerung der Xerostomie bei Kopf-Hals-Tumoren

Hintergrund und Ziel:

Die Strahlentherapie bei Kopf-Hals-Tumoren führt in aller Regel zu einer Schädigung der Speicheldrüsen und somit auch zu einer dauerhaften Mundtrockenheit. Ziel dieser Untersuchung war es, eine moderne dreidimensionale Konformationsbestrahlungstechnik („three-dimensional conformal radiotherapy“ [3D-CRT]) für Kopf-Hals-Tumoren zu etablieren, um im Vergleich zur konventionellen Bestrahlungstechnik (K-RT) mit Photonen und Elektronen Xerostomien zu vermeiden.

Patienten und Methodik:

Zwischen April 2002 und September 2003 wurden in einer prospektiven, nicht randomisierten Studie 32 Patienten (25 Männer, sieben Frauen, mittleres Alter: 58 Jahre) mit malignen Tumoren im Kopf-Hals-Bereich nach Operation oder bei Inoperabilität mit einer kurativen Radiotherapie bzw. Radiochemotherapie behandelt. 10/32 Patienten (31%) erhielten die übliche K-RT, die übrigen 22/32 Patienten (69%) wurden mittels 3D-CRT (sechs bis acht Photonenstehfelder) behandelt. Als Maß für die Strahlenbelastung der Parotiden wurde die mediane Parotisdosis in Gray (D_mean-Wert) als Mittelwert der D_mean-Dosen beider Parotiden aus den Dosis-Volumen-Histogrammen (DVH) anhand der CT-Schnitte bei der dreidimensionalen Planung bestimmt. Die Ermittlung der Dosis-Wirkungs-Kurven erfolgte mit Hilfe des logistischen Modells. Gemessen wurde der quantitative Faktor des Speichels als die stimulierte Speichelfließrate (in ml/5 min) vor, zum Ende sowie 1, 6 und 12 Monate nach Abschluss der Behandlung.

Ergebnisse:

Im Trend war über den gesamten Beobachtungszeitraum der Speichelfluss in der Gruppe mit 3D-CRT höher als in der Gruppe mit K-RT (Zeitpunkt 10 Wochen nach Radiotherapiebeginn 3D-CRT vs. K-RT mit 1,56 ± 1,6 vs. 0,82 ± 1,2 ml/5 min; p < 0,1). Die mit K-RT behandelten Patienten hatten im Mittel signifikant höhere gemittelte D_mean-Werte als die mit 3D-CRT bestrahlten Patienten (p < 0,012). Patienten, die mit 3D-CRT wegen eines Larynx-/Hypopharynxkarzinoms behandelt wurden, hatten im Mittel signifikant niedrigere D_mean-Werte als Patienten, die wegen eines Mundhöhlen-/Oropharynxkarzinoms mit 3D-CRT oder gleich welchen Tumorsitzes mit K-RT bestrahlt wurden (p < 0,003). Die nach NLSF-Methode berechnete 50%-Komplikationsrate der Speicheldrüsen (TD₅₀) lag bei 36,9 Gy (30,9–43,5 Gy; 95%-Vorhersageintervall). Der Anstieg k im Punkt TD₅₀ wurde mit 7,7 (4,8–15,8; 95%-Vorhersageintervall) bestimmt.

Schlussfolgerung:

Die 3D-CRT eignet sich als Standard grundsätzlich für Patienten mit Karzinomen im Mundhöhlen-, Oro- und Hypopharynxbereich. Vor allem bei Patienten mit Larynx- und Hypopharynxkarzinomen können mittlere D_mean-Werte (ipsilaterale plus kontralaterale Glandula parotidea) erreicht werden, die nachweislich den Speichelfluss erhalten.

Background and Purpose:

Radiation treatment of head-and-neck tumors mostly leads to a damage to the salivary glands and a consequential permanent loss of saliva. The aim of this investigation was to establish a modern three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) to show a decrease in severe xerostomia in contrast to the proven conventional technique (K-RT) with photons and electrons.

Patients and Methods:

Between April 2002 and September 2003, 32 patients (25 male, seven female, mean age: 58 years) with malignant tumors of the head and neck were included—after surgery or in case of inoperability with curative intent—in a prospective, nonrandomized study. 10/32 patients (31%) received K-RT with photons and electrons, and 22/32 patients (69%) 3D-CRT (six to eight photon portals). The quantity of saliva was measured as stimulated saliva flow rate (ml/5 min) prior to treatment, at the end, and 1, 6, and 12 months after termination of treatment. To find out the resulting mean dose of both parotid glands for every patient in Gray (D_mean doses), the D_mean doses of the ipsilateral and the contralateral parotid gland, determined by dose-volume histograms (DVHs), were averaged over. For calculation of the NTCP (normal tissue complication probability), the logistic model was used.

Results:

In the trend the stimulated salivary flow rates were higher in the group with 3D-CRT than in the group with K-RT during the whole observation period (at 10 weeks after the start of radiotherapy 3D-CRT vs. K-RT with 1.56 ± 1.6 vs. 0.82 ± 1.2 ml/5 min; p < 0.1). The patients treated with the K-RT had, on average, significantly higher averaged D_mean values than those irradiated with 3D-CRT (p < 0.012). Patients, who were irradiated with 3D-CRT for tumors of the larynx or hypopharynx, showed, on average, significantly lower D_mean values than patients, who were treated with 3D-DRT because of oral cavity or oropharynx carcinomas or with K-RT irrespective of the primary tumor site (p < 0,003). The resulting dose for 50% complication probability (TD₅₀) of the salivary glands was 36.9 Gy (30.9–43.5 Gy; 95% confidence interval). The gradient k of the curve located in point TD₅₀ was 7.7 (4.8–15.8; 95% confidence interval).

Conclusion:

Basically, 3D-CRT seems to be suitable as a standard for all patients with carcinomas of the oral cavity, oro- and hypopharynx. Especially in patients with tumors located in the larynx and hypopharynx, averaged D_mean doses of both parotids during irradiation can be reached, to conserve salivary flow rates, which are similar to baseline flow rates.