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Bestrahlung von Schädelbasistumoren mit Kohlenstoffionen bei der ...

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Strahlentherapie<br />

und Onkologie © Urban & Vogel 2000<br />

Originalar<strong>bei</strong>t<br />

<strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong> <strong>mit</strong> <strong>Kohlenstoffionen</strong><br />

<strong>bei</strong> <strong>der</strong> GSI<br />

Erste klinische Ergebnisse und zukünftige Perspektiven<br />

Jürgen Debus 1 , Thomas Haberer 2 , Daniela Schulz-Ertner 1 , Oliver Jäkel 3 , Fre<strong>der</strong>ik Wenz 1 ,<br />

Wolfgang Enghardt 4 , Wolfgang Schlegel 3 , Gerhard Kraft 2 , Michael Wannenmacher 1<br />

Hintergrund: Strahlenbiologische und medizinphysikalische Untersuchungen versprechen Vorteile <strong>bei</strong> <strong>der</strong> Patientenbestrahlung<br />

<strong>mit</strong> schweren Ionen. Die vorliegende Ar<strong>bei</strong>t berichtet über die ersten klinischen Ergebnisse <strong>bei</strong> 45 Patienten<br />

<strong>mit</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong>, die zwischen Dezember 1997 und September 1999 am Schwerionensynchrotron <strong>der</strong> Gesellschaft<br />

für Schwerionenforschung (GSI), Darmstadt, <strong>mit</strong> <strong>Kohlenstoffionen</strong> bestrahlt wurden.<br />

Patienten und Methode: Die Patienten (23 Frauen, 22 Männer) waren im Mittel 48 (18 bis 80) Jahre alt und litten an<br />

Chordomen (17), Chondrosarkomen (zehn) und an<strong>der</strong>en Tumoren <strong>der</strong> Schädelbasis. Erstmalig kamen das intensitätsmodulierte<br />

Rasterscan-Verfahren und die Online-Therapiekontrolle <strong>mit</strong>tels Positronenemissionstomographie am Patienten<br />

zum Einsatz. Computertomographische Aufnahmen waren Grundlage für die dreidimensionale Strahlentherapieplanung.<br />

Patienten <strong>mit</strong> Chordomen und Chondrosarkomen erhielten eine fraktionierte <strong>Bestrahlung</strong> <strong>mit</strong><br />

<strong>Kohlenstoffionen</strong> (mediane Gesamtdosis 60 GyE) an 20 konsekutiven Tagen. Bei den an<strong>der</strong>en Tumorhistologien wurde<br />

nach fraktionierter stereotaktischer Radiotherapie ein <strong>Kohlenstoffionen</strong>boost <strong>von</strong> 15 bis 18 GyE auf den makroskopischen<br />

Tumor appliziert (mediane Gesamtdosis 63 GyE).<br />

Ergebnisse: Der <strong>mit</strong>tlere Nachbeobachtungszeitraum betrug neun Monate. Die <strong>Bestrahlung</strong> wurde gut toleriert. Die lokale<br />

Kontrollrate über alle Histologien hinweg lag nach einem Jahr <strong>bei</strong> 94%. Zur partiellen Tumorremission kam es <strong>bei</strong><br />

sieben Patienten (15,5%). Ein Patient (2,2%) ist verstorben. Es wurden <strong>bei</strong> keinem Patienten schwere radiogene Nebenwirkungen<br />

(> II° Common Toxicity Criteria) beobachtet. Bislang ist <strong>bei</strong> keinem Patienten ein Rezidiv im Behandlungsvolumen<br />

aufgetreten.<br />

Schlussfolgerung: Die klinische Wirksamkeit und die technische Durchführbarkeit dieses neuen Therapieverfahrens<br />

konnten eindeutig belegt werden. Um den klinischen Stellenwert <strong>der</strong> <strong>Bestrahlung</strong>smodalitäten <strong>mit</strong> Protonen und Ionen<br />

weiter zu beleuchten, sind Untersuchungen <strong>mit</strong> größeren Patientenzahlen notwendig. Als konsequente Fortführung des<br />

Projektes ist <strong>der</strong> Bau eines ausschließlich klinisch genutzten Teilchenbeschleunigers in Heidelberg geplant.<br />

Schlüsselwörter: Schädelbasis · <strong>Kohlenstoffionen</strong> · Schwerionentherapie · Strahlentherapie · GSI<br />

Fractionated Carbon Ion Irradiation of Skull Base Tumors at GSI. First Clinical Results and Future Perspectives<br />

Background: Radiobiological and physical examinations suggest clinical advantages of heavy ion irradiation. We report<br />

the results of 23 women and 22 men (median age 48 years) with skull base tumors irradiated with carbon ion beams at<br />

the Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI), Darmstadt, from December 1997 until September 1999.<br />

Patients and Methods: The study included patients with chordomas (17), chondrosarcomas (10) and other skull base tumors<br />

(Table 1). It is the first time that the intensity-controlled rasterscan-technique and the application of positron-emission<br />

tomography (PET) for quality assurance was used. All patients had computed tomography for three-dimensionaltreatment<br />

planning (Figure 1). Patients with chordomas and chondrosarcomas un<strong>der</strong>went fractionated carbon ion<br />

irradiation in 20 consecutive days (median total dose 60 GyE). Other histologies were treated with a carbon ion boost of<br />

15 to 18 GyE delivered to the macroscopic tumor after fractionated stereotactic radiotherapy (median total dose 63<br />

GyE).<br />

1<br />

Radiologische Universitätsklinik, Heidelberg, 2 Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt, 3 Deutsches Krebsforschungszentrum,<br />

Heidelberg, 4 Forschungszentrum Rossendorf <strong>bei</strong> Dresden.<br />

Dem Mentor dieses Projektes, Herrn Prof. Dr. Hans-Joachim Specht, <strong>mit</strong> Dank gewidmet.<br />

Eingang des Manuskripts: 22. 12. 1999.<br />

Annahme des Manuskripts: 24. 2. 2000.<br />

Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5)<br />

211


Debus J, et al. <strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong> <strong>bei</strong> <strong>der</strong> GSI<br />

Results: Mean follow-up was 9 months. Irradiation was well tolerated by all patients. Partial tumor remission was seen<br />

in 7 patients (15.5%) (Figure 2). One-year local control rate was 94%. One patient (2.2%) deceased. No severe toxicity<br />

and no local recurrence within the treated volume were observed.<br />

Conclusion: Clinical effectiveness and technical feasibility of this therapy modality could clearly be demonstrated in our<br />

study. To evaluate the clinical relevance of the different beam modalities studies with larger patient numbers are necessary.<br />

To continue our project a new heavy ion accelerator exclusively for clinical use is planned to be constructed in Heidelberg.<br />

Key Words: Skull base · Carbon ion · Heavy ion therapy · Radiotherapy · GSI<br />

Die enge Nachbarschaft zu strahlensensiblen Organen<br />

(Hirn, Hirnstamm, Hirnnerven, Blutgefäße, Augen,<br />

Sehnerven, Mittelohr) und die hohe Strahlenresistenz sind<br />

<strong>bei</strong> Tumoren <strong>der</strong> Schädelbasis <strong>der</strong> li<strong>mit</strong>ierende Faktor für<br />

die Strahlentherapie, was hohe Rezidivraten <strong>mit</strong> sich bringt<br />

[1, 11]. Auch eine vollständige Tumorresektion ist aufgrund<br />

<strong>der</strong> komplizierten anatomischen Verhältnisse oft nicht realisierbar.<br />

Aufgrund des geringen Metastasierungspotentials<br />

[8, 19] hängen die Therapieerfolge <strong>bei</strong> diesen Patienten entscheidend<br />

vom Ausmaß <strong>der</strong> lokalen Kontrolle ab.<br />

Schwerionen sind den Photonen in ihrer physikalischen Selektivität<br />

und biologischen Wirksamkeit überlegen. Bedingt<br />

durch ihre größere Masse, durchqueren sie das Gewebe als<br />

scharf begrenztes Strahlenbündel <strong>mit</strong> nur geringen Energieverlusten<br />

durch seitliche Streuung o<strong>der</strong> Absorption. Sie haben<br />

eine definierte Reichweite im Gewebe und entfalten ihr<br />

Dosismaximum, den Bragg-Peak, wenige Millimeter vor Ende<br />

ihrer Spur. Durch den anschließenden steilen Dosisabfall<br />

wird hinter dem Tumor liegendes Normalgewebe geschont.<br />

Nach strahlenbiologischen Abschätzungen sollten diese Dosisverteilungen<br />

erlauben, die Dosis im Tumor im Vergleich<br />

zur Photonenbestrahlung um 15 bis 35% zu erhöhen [1].<br />

Darüber hinaus haben Schwerionen im Bereich des Bragg-<br />

Peaks eine höhere biologische Wirksamkeit als Photonen<br />

(Hoch-LET-Effekt). Die Induktion <strong>von</strong> DNS-Doppelstrangbrüchen<br />

ist häufiger und die Reparaturfähigkeit des bestrahlten<br />

Gewebes ist insgesamt geringer ausgeprägt. Aufgrund<br />

eines Sauerstoffverstärkungsfaktors (OER) <strong>von</strong> nahe<br />

1 im Bragg-Peak ist Schwerionenstrahlung auch <strong>bei</strong> hypoxischen<br />

Tumoren wirksam. Zellzyklusbedingte Unterschiede<br />

in <strong>der</strong> Radiosensitivität <strong>von</strong> Zellen sind gering, so dass sich<br />

Unterschiede in <strong>der</strong> Therapieantwort langsam und schnell<br />

proliferieren<strong>der</strong> Tumoren reduzieren sollten. Es wurden zudem<br />

eine Verzögerung <strong>der</strong> Zellteilung nach Hoch-LET-<strong>Bestrahlung</strong><br />

sowie eine Abnahme <strong>der</strong> Schutzeffekte durch die<br />

benachbarten Zellen beschrieben [2, 17].<br />

Positive Trends im Rahmen <strong>von</strong> Phase-II-Studien zeigten<br />

sich nach Schwerionenbestrahlungen in Berkeley, Kalifornien,<br />

wo<strong>bei</strong> diese Therapieanlage aus technischen Gründen<br />

nur bis 1992 betrieben werden konnte [1]. Am Heavy Ion<br />

Medical Accelerator in Chiba, Japan, einer dedizierten klinischen<br />

Anlage, werden seit 1994 Patienten <strong>mit</strong> Schwerionen<br />

bestrahlt [13, 16]. Es wurden dort bislang 600 Patienten behandelt.<br />

Die <strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> Krebspatienten <strong>mit</strong> schweren<br />

Ionen hat in Deutschland nach vielen Jahren intensiver Vorar<strong>bei</strong>ten<br />

im Dezember 1997 begonnen. Am Schwerionensynchrotron<br />

<strong>der</strong> Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI),<br />

Darmstadt, wurden bis heute 45 Patienten <strong>mit</strong> Tumoren <strong>der</strong><br />

212<br />

Schädelbasis bestrahlt. Die vorliegende Ar<strong>bei</strong>t berichtet<br />

über die ersten klinischen Ergebnisse und zeigt die sich daraus<br />

ergebenden Zukunftsperspektiven auf.<br />

Patienten und Methode<br />

Patienten<br />

Es wurden 45 Patienten (23 Frauen, 22 Männer) <strong>mit</strong> Tumoren<br />

<strong>der</strong> Schädelbasis in unsere klinische Studie aufgenommen.<br />

Das <strong>mit</strong>tlere Alter betrug 48 (18 bis 80) Jahre. Tabelle<br />

1 zeigt die Patientenverteilung nach histologischer Klassifikation.<br />

29 Patienten wurden im Rahmen <strong>der</strong> Primärtumorbehandlung<br />

bestrahlt. Bei 16 Patienten war ein lokales Rezidiv Indikation<br />

für die Strahlentherapie. Zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Strahlentherapie<br />

lag <strong>bei</strong> zwei Patienten eine lymphogene Metastasierung<br />

vor. Fernmetastasen waren <strong>bei</strong> zwei Patienten<br />

zum Zeitpunkt <strong>der</strong> Behandlung nachweisbar. Bei keinem<br />

Patienten lag eine sonstige gravierende Erkrankung vor; <strong>der</strong><br />

Karnofsky-Index fand sich <strong>bei</strong> allen Patienten über 70%. Bei<br />

allen Patienten wurde vor Radiotherapie zumindest eine bioptische<br />

Sicherung <strong>der</strong> Diagnose durchgeführt.<br />

Die Tumorbehandlung bestand aus Operation zur Tumorverkleinerung<br />

und <strong>Bestrahlung</strong> <strong>bei</strong> 33 Patienten. Zwölf Patienten<br />

hatten mehr als eine Tumoroperation hinter sich. Kein<br />

Patient war R0-reseziert worden, vier Patienten waren R1-<br />

und 29 Patienten R2-reseziert worden. Bei zehn Patienten<br />

wurde wegen Inoperabilität lediglich eine Biopsie durchgeführt.<br />

Bei zwei weiteren Patienten lag <strong>bei</strong> Auftreten eines<br />

Lokalrezidivs Inoperabilität vor. Sechs Patienten hatten im<br />

Vorfeld <strong>der</strong> Therapie eine <strong>Bestrahlung</strong> erhalten, so daß die<br />

<strong>Kohlenstoffionen</strong>therapie unter palliativem Ansatz <strong>mit</strong> vermin<strong>der</strong>ter<br />

Gesamtdosis durchgeführt wurde. Bei einem Patienten<br />

erfolgte zusätzlich eine Metastasenresektion extrakraniell.<br />

Histologie<br />

Chordome 17<br />

Chondrosarkome 10<br />

Adenoidzystische Karzinome 8<br />

Anaplastische/maligne Meningeome 6<br />

Maligne Schwannome 2<br />

Transitionalzellkarzinom 1<br />

Abrikossow-Tumor 1<br />

Patientenzahl<br />

Tabelle 1. Patientenverteilung nach histologischer Klassifikation.<br />

Table 1. Number of patients with different tumor histologies.<br />

Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5)


Debus J, et al. <strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong> <strong>bei</strong> <strong>der</strong> GSI<br />

<strong>Bestrahlung</strong>splanung und Patientenpositionierung<br />

Von jedem Patienten wurden in stereotaktischer Lagerung<br />

Aufnahmen <strong>mit</strong> dem Computertomographen (CT) und dem<br />

Magnetresonanztomographen (MRT) angefertigt, auf denen<br />

<strong>der</strong> Tumor inklusive eines adäquaten Sicherheitsabstandes<br />

entlang <strong>der</strong> typischen anatomischen Ausbreitung als Zielvolumen<br />

markiert wurde. Die am Deutschen Krebsforschungszentrum<br />

entwickelten Techniken <strong>der</strong> stereotaktischen Zielpunktlokalisation<br />

und Patientenpositionierung, die die<br />

Reproduzierbarkeit <strong>der</strong> Patientenlagerung <strong>bei</strong> den aufeinan<strong>der</strong>folgenden<br />

Einzelbestrahlungen millimetergenau ermöglichen,<br />

wurden an an<strong>der</strong>er Stelle detailliert beschrieben [10],<br />

ebenso die Methode <strong>der</strong> dreidimensionalen Strahlentherapieplanung<br />

und Berechnung <strong>der</strong> Dosisverteilung <strong>mit</strong>tels des<br />

am Deutschen Krebsforschungszentrum entwickelten Computerprogramms<br />

Voxelplan [6]. Darauf aufbauend wurde <strong>bei</strong><br />

<strong>der</strong> Gesellschaft für Schwerionenforschung ein Therapieplanungsprogramm<br />

für die <strong>Bestrahlung</strong> <strong>mit</strong> schweren Ionen entwickelt<br />

[12]. Ein typischer Behandlungsplan für einen Schädelbasistumor<br />

ist in Abbildung 1 dargestellt.<br />

Für den Fall, daß die Kohlenstoffbestrahlung aus technischen<br />

Gründen für ≥ 4 Tage hätte unterbrochen werden<br />

müssen, wurde für alle Patienten ein <strong>Bestrahlung</strong>splan für<br />

eine fraktionierte stereotaktische Radiotherapie (FSRT)<br />

erstellt.<br />

<strong>Bestrahlung</strong><br />

Die Indikation für die Strahlentherapie wurde <strong>bei</strong> inoperablen<br />

Tumoren und mikroskopischen o<strong>der</strong> makroskopischen<br />

Tumorresiduen gestellt. Die <strong>Bestrahlung</strong> wurde <strong>mit</strong> <strong>Kohlenstoffionen</strong><br />

am Schwerionensynchrotron (SIS) <strong>der</strong> Gesellschaft<br />

für Schwerionenforschung in Darmstadt durchgeführt.<br />

Patienten <strong>mit</strong> Chordomen und Chondrosarkomen wurden<br />

ausschließlich <strong>mit</strong> <strong>Kohlenstoffionen</strong> bestrahlt. Die mediane<br />

Gesamtdosis lag <strong>bei</strong> 60 GyE <strong>bei</strong> einer wöchentlichen Fraktionierung<br />

<strong>von</strong> 7 3,0 GyE. Bei adenoidzystischen Karzinomen,<br />

malignen Meningeomen und malignen Schwannomen<br />

wurde nach fraktionierter stereotaktischer Radiotherapie<br />

ein <strong>Kohlenstoffionen</strong>boost <strong>von</strong> 15 bis 18 Gy in Einzeldosen<br />

<strong>von</strong> 3,0 GyE auf den makroskopischen Tumor appliziert. Die<br />

mediane Gesamtdosis lag hier <strong>bei</strong> 63 GyE. Erstmalig kamen<br />

das an <strong>der</strong> GSI entwickelte intensitätsmodulierte Rasterscan-Verfahren<br />

[9] sowie die Online-Therapiekontrolle <strong>mit</strong>tels<br />

Positronenemissionstomographie am Patienten zum<br />

Einsatz [4, 5]. Hier<strong>bei</strong> wird die Lage des <strong>Bestrahlung</strong>sfeldes<br />

im Patienten anhand entstehen<strong>der</strong> Positronene<strong>mit</strong>ter nachgewiesen.<br />

Follow-Up<br />

Die Therapieantwort wurde a) durch neurologische Untersuchungen<br />

und b) durch magnetresonanztomographische<br />

Aufnahmen evaluiert, die sechs Wochen und drei Monate<br />

nach Abschluss <strong>der</strong> <strong>Bestrahlung</strong> und anschließend in sechsmonatigen<br />

Intervallen durchgeführt wurden. Lokales Therapieversagen<br />

wurde strenger definiert als in den WHO-<br />

Richtlinien vorgegeben: als erneutes Auftreten des Tumors<br />

an gleicher Stelle o<strong>der</strong> als erneutes Tumorwachstum, erkennbar<br />

als eine auf zwei aufeinan<strong>der</strong>folgenden MRT-<br />

Schichtaufnahmen klar beurteilbare Zunahme <strong>der</strong> Tumorfläche.<br />

Lokale Tumorkontrollraten und Überlebensraten<br />

Abbildung 1. Behandlungsplan für die <strong>Kohlenstoffionen</strong>bestrahlung <strong>mit</strong> zwei gescannten <strong>Bestrahlung</strong>sfel<strong>der</strong>n. Man erkennt die gute Schonung<br />

<strong>der</strong> umliegenden Strukturen.<br />

Figure 1. Treatment plan of heavy ion irradiation with 2 scanned fields. The surrounding normal structures are spared.<br />

Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5) 213


Debus J, et al. <strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong> <strong>bei</strong> <strong>der</strong> GSI<br />

wurden nach dem Kaplan-Meier-Verfahren berechnet.<br />

Strahlenreaktionen wurden nach den Bewertungskriterien<br />

<strong>der</strong> Radiation Therapy Oncology Group (RTOG), <strong>der</strong> European<br />

Organization for Research and Treatment of Cancer<br />

(EORTC) bzw. dem Common Toxicity Criteria Score<br />

(CTC) klassifiziert.<br />

Ergebnisse<br />

Lokale Tumorkontrollraten<br />

Die <strong>Bestrahlung</strong> liegt <strong>bei</strong> allen Patienten im Mittel neun Monate<br />

zurück. Alle Patienten <strong>mit</strong> Chondrosarkomen, malignen<br />

o<strong>der</strong> anaplastischen Meningeomen und malignen<br />

Schwannomen sind lokal kontrolliert. Bei 16/17 Patienten<br />

<strong>mit</strong> Chordomen und <strong>bei</strong> 7/8 Patienten <strong>mit</strong> adenoidzystischen<br />

Karzinomen konnte eine Tumorkontrolle erreicht werden.<br />

Eine partielle Tumorremission wurde insgesamt <strong>bei</strong> sieben<br />

Patienten beobachtet, darunter drei Chordome, zwei<br />

adenoidzystische Karzinome (Abbildung 2), ein Abrikossow-Tumor<br />

und ein Transitionalzellkarzinom. Eine lokale<br />

Kontrolle innerhalb des <strong>Bestrahlung</strong>svolumens konnte <strong>bei</strong><br />

allen Patienten erreicht werden. Bei einem Patienten <strong>mit</strong><br />

Chordom trat ein kutanes Narbenrezidiv außerhalb des <strong>Bestrahlung</strong>svolumens<br />

auf. Dieser Patient wurde wie<strong>der</strong>um <strong>mit</strong><br />

Schwerionen bestrahlt. Bei einem Patienten <strong>mit</strong> adenoidzystischem<br />

Karzinom trat ein Rezidiv innerhalb des <strong>Bestrahlung</strong>svolumens<br />

<strong>mit</strong> Photonen und etwa 3 cm außerhalb des<br />

Behandlungsvolumens <strong>mit</strong> Schwerionen auf. Die Kaplan-<br />

Meier-Berechnung ergibt nach einem Jahr eine lokale Kontrollrate<br />

<strong>von</strong> insgesamt 94%.<br />

Überlebensraten<br />

Nur ein Patient (2,2%) <strong>mit</strong> Transitionalzellkarzinom ist innerhalb<br />

des Nachbeobachtungszeitraums verstorben. Drei<br />

Wochen vor seinem Tod zeigte die Magnetresonanztomographie<br />

des Primärtumors im Bereich <strong>der</strong> Schädelbasis eine<br />

deutliche Tumorreduktion. Der vor <strong>der</strong> Radiotherapie progrediente<br />

Sehverlust konnte aufgehalten und das Sehvermögen<br />

wie<strong>der</strong>hergestellt werden.<br />

Symptome und Nebenwirkungen<br />

Die Symptomatik hat sich <strong>bei</strong> neun Patienten gebessert. Die<br />

<strong>Bestrahlung</strong> wurde <strong>von</strong> allen Patienten gut toleriert. Entsprechend<br />

den Bewertungskriterien <strong>der</strong> RTOG, <strong>der</strong> EORTC<br />

bzw. dem CTC ergaben sich keinerlei schwere Nebenwirkungen<br />

(> II°). Es traten lediglich akute Strahlenfolgen Grad<br />

I/II auf.<br />

Diskussion<br />

Zwei wesentliche Ziele <strong>der</strong> auf fünf Jahre angelegten klinischen<br />

Phase des Schwerionenprojektes wurden bereits erreicht.<br />

Die klinische Wirksamkeit und die technische Durch-<br />

a<br />

b<br />

Abbildungen 2a und 2b. Kernspintomographischer Verlauf <strong>bei</strong> einer Patientin <strong>mit</strong> adenoidzystischem Karzinom <strong>mit</strong> Tumormanifestation im Sinus<br />

cavernosus vor <strong>Bestrahlung</strong>. Die Patientin zeigt eine nahezu komplette Remission nach sechs Wochen (b).<br />

Figures 2a and 2b. MRI of a patient with adenoidcystic carcinoma and tumor manifestation in cavernous sinus demonstrates fast remission after<br />

radiotherapy (b).<br />

214<br />

Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5)


Debus J, et al. <strong>Bestrahlung</strong> <strong>von</strong> <strong>Schädelbasistumoren</strong> <strong>bei</strong> <strong>der</strong> GSI<br />

führbarkeit dieses neuen Therapieverfahrens wurden eindeutig<br />

belegt. Die in <strong>der</strong> kurzen Phase des laufenden Projektes<br />

erzielten klinischen Ergebnisse sind als positiv zu werten.<br />

Dennoch sind die Nachsorgezeiten noch zu kurz, um die<br />

Langzeitkontrolle endgültig zu bewerten. Allerdings kann<br />

man bereits jetzt sagen, daß das schnelle radiologische und<br />

klinische Ansprechen dieser Tumoren bislang noch nicht in<br />

<strong>der</strong> Literatur beschrieben werden konnte. Wir erwarten daher,<br />

daß auch die lokale Langzeitkontrollrate höher als nach<br />

konventioneller Photonenbestrahlung ist. Eine Schwerionenbestrahlung<br />

kann so<strong>mit</strong> eine Dosiseskalation im Zielvolumen<br />

<strong>bei</strong> gleichzeitig optimierter Dosiskonformation <strong>bei</strong><br />

bestimmten Indikationen erreichen. In <strong>der</strong> Literatur wird<br />

ausführlich diskutiert, dass dies <strong>mit</strong> größter Wahrscheinlichkeit<br />

zu einer Erhöhung <strong>der</strong> Heilungsraten, zu einer Verlängerung<br />

<strong>der</strong> Überlebenszeiten und zu einer Verbesserung <strong>der</strong><br />

Lebensqualität <strong>der</strong> Patienten führt [3, 18]. Zwei medizinphysikalische<br />

Neuerungen konnten im Rahmen dieser Studie<br />

etabliert und ihre technische Durchführbarkeit und Effizienz<br />

bewiesen werden: das intensitätsmodulierte Rasterscan-<br />

Verfahren erlaubt eine Dosiskonformation an das Tumorvolumen<br />

in niemals zuvor erreichter räumlicher Präzision;<br />

durch die Online-Therapiekontrolle <strong>mit</strong>tels Positronenemissionstomographie<br />

können erstmals Lage und Intensität des<br />

Strahls im Körper des Patienten während <strong>der</strong> <strong>Bestrahlung</strong><br />

überwacht werden [5].<br />

Bei <strong>der</strong> GSI kommen <strong>Kohlenstoffionen</strong> zum Einsatz. Bei<br />

Schwerionen höherer Masse (Neon, Argon) nimmt die physikalische<br />

Selektivität kontinuierlich wie<strong>der</strong> ab. Aufgrund<br />

des steigenden linearen Energietransfers (LET) haben sie<br />

schon im Plateaubereich erhöhte RBE-Werte. Gleichzeitig<br />

tritt das Problem <strong>der</strong> Fragmentierung auf, und Bruchstücke<br />

<strong>mit</strong> größerer Reichweite erhöhen die Dosis hinter dem<br />

Bragg-Peak. Schwerionen, die die maximale biologische<br />

Wirksamkeit <strong>bei</strong> gleichzeitig höchstmöglicher physikalischer<br />

Selektivität gewährleisten, sind die <strong>Kohlenstoffionen</strong> [14,<br />

15]. Sie werden international als bester Kompromiss angesehen.<br />

Klinische Daten, die diese strahlenbiologischen Ergebnisse<br />

beweisen, fehlen allerdings bislang. Unsere klinischen<br />

Daten scheinen die strahlenbiologischen Vorhersagen zu unterstützen.<br />

Die Kapazität <strong>der</strong> Gesellschaft für Schwerionenforschung<br />

als weltweit kooperierendes Institut <strong>der</strong> physikalischen<br />

Grundlagenforschung ist für die Strahlentherapie auf etwa<br />

70 Patientenbestrahlungen pro Jahr begrenzt. Während <strong>der</strong><br />

auf fünf Jahre angelegten klinischen Studie sollen 250 bis<br />

350 Patienten am Teilchenbeschleuniger in Darmstadt bestrahlt<br />

werden. Darüber hinaus ist es notwendig, die klinische<br />

Forschung <strong>mit</strong> Ionenstrahlung intensiv voranzutreiben<br />

und in Deutschland zu etablieren. Erfor<strong>der</strong>lich ist die<br />

Durchführung klinischer Studien <strong>mit</strong> ausreichend großen<br />

Patientenzahlen, die statistisch belastbare Ergebnisse liefern.<br />

Prinzipiell sind all jene Tumoren eine potentielle Indikation<br />

für die Ionentherapie, <strong>bei</strong> denen <strong>mit</strong> <strong>der</strong> konventionellen<br />

Strahlentherapie keine befriedigenden Ergebnisse erzielt<br />

werden. Hier wären die Tumoren im Kopf-Hals-Bereich,<br />

darunter Nasenhaupt- und Nasennebenhöhlentumoren,<br />

Speicheldrüsenkarzinome und Tumoren <strong>der</strong> Nasen-Rachen-<br />

Region, bestimmte Weichteilsarkome und Prostataadenokarzinome,<br />

etwa 30% <strong>der</strong> Hirn- und Rückenmarkstumoren<br />

sowie ausgewählte Bauchraumtumoren des Kindesalters zu<br />

nennen [1, 2, 7].<br />

Ein Projektvorschlag für den Bau einer klinisch genutzten<br />

Therapieanlage für Ionenstrahlung, die eng <strong>mit</strong> <strong>der</strong> Radiologischen<br />

Universitätsklinik Heidelberg kooperiert und in ihrer<br />

direkten Nachbarschaft nahe dem Deutschen Krebsforschungszentrum<br />

gebaut werden soll, wurde ausgear<strong>bei</strong>tet. An<br />

ihr soll neben <strong>der</strong> <strong>Bestrahlung</strong> <strong>mit</strong> <strong>Kohlenstoffionen</strong> auch die<br />

Therapie <strong>mit</strong> an<strong>der</strong>er Teilchenstrahlung (Protonen, Heliumionen)<br />

möglich sein, um innerhalb <strong>der</strong> Teilchentherapie vergleichende<br />

klinische Studien durchzuführen. Die Kapazität<br />

<strong>der</strong> Anlage soll <strong>bei</strong> etwa 1 000 Patienten pro Jahr liegen.<br />

Die Investitions- und Betriebskosten einer solchen Anlage<br />

führen zu Behandlungskosten <strong>von</strong> etwa 40 000 DM pro Patient<br />

und sind <strong>mit</strong> den Kosten aufwendiger operativer und<br />

medikamentöser Therapieformen vergleichbar. Bis zum Abschluß<br />

des Baus <strong>der</strong> Anlage und den ersten Patientenbestrahlungen<br />

werden voraussichtlich fünf Jahre vergehen. Im<br />

Jahre 2004 könnte Deutschland so<strong>mit</strong> über eine Ionentherapieanlage<br />

verfügen, die eine medizinische Versorgungslücke<br />

schließen und international neue Maßstäbe setzen würde.<br />

Die Autoren möchten sich an dieser Stelle <strong>bei</strong> allen bedanken, die<br />

<strong>mit</strong> großem Engagement an <strong>der</strong> Realisierung dieses Projektes beteiligt<br />

waren. Insbeson<strong>der</strong>e den hier nicht genannten Personen und<br />

Ar<strong>bei</strong>tsgruppen <strong>der</strong> GSI, Darmstadt, des DKFZ, Heidelberg, des<br />

Forschungszentrums Rossendorf <strong>bei</strong> Dresden und <strong>der</strong> Universitätsklinik<br />

Heidelberg danken wir für die Hilfe und die gewährte institutionelle<br />

För<strong>der</strong>ung. Ermöglicht wurde das Gesamtprojekt erst durch<br />

die För<strong>der</strong>ung <strong>von</strong> Einzelforschungsvorhaben durch das Bundesministerium<br />

für Bildung und Forschung, die Deutsche Krebshilfe und<br />

die DFG sowie durch die Forschungsför<strong>der</strong>ung des Universitätsklinikums.<br />

Dr. Karin Henke-Wendt danken wir für die Hilfe <strong>bei</strong>m Editieren<br />

des Manuskripts.<br />

Literatur<br />

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Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5) 215


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Korrespondenzanschrift: Priv.-Doz. Dr. med. Dr. rer. nat. Jürgen<br />

Debus, Abteilung Klinische Radiologie <strong>der</strong> Universität,<br />

Im Neuenheimer Feld 400, D-69120 Heidelberg,<br />

Telefon (+49/6221) 422-516, Fax -514,<br />

E-Mail: j.debus@dkfz-heidelberg.de<br />

216<br />

Strahlenther Onkol 2000;176:211–6 (Nr. 5)

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