Bei der Strahlentherapie des Prostatakarzinoms spielt die Positionierung der Prostata vor der Bestrahlung eine entscheidende Rolle, um dem Karzinom eine hohe Strahlendosis zuzuführen und das umliegende Gewebe zu schonen. Dafür wird mit Hilfe einer Bildgebung die Lage der Prostata direkt oder indirekt detektiert und dann an den Bestrahlungsplan angepasst (bildgesteuerte Strahlentherapie - IGRT). Häufig werden heutzutage Goldmarker in die Prostata implantiert, welche dann zur Detektion ebendieser verwendet werden. Die Implantation der Marker stellt dabei einen invasiven, mit Kosten und personellem Aufwand verbundenen Prozess dar. Um die Notwendigkeit der Markerimplantation zu evaluieren, untersuchten wir die Strahlendosisverteilung von Prostata, Rektum, Rektumhinterwand und Harnblase bei zwei Patientengruppen. Zusätzlich wurde die Prostatamotilität zwischen und während den Bestrahlungen überprüft. In die Untersuchung wurden 58 Patienten mit Prostatakarzinom aufgenommen. Den Patienten der ersten Gruppe wurden Marker in die Prostata implantiert, bei der zweiten Gruppe wurde die Organlage passiv an Hand der Beckenknochen ermittelt. Die Markergruppe umfasste davon 15 Patienten, die knochenkonturbasierte Gruppe 43 Patienten. Das Alter der Patienten reichte von 49 bis 80 Jahre (Mittelwert: 70 Jahre ± 7,4 Jahre). Insgesamt wurden 480 Bestrahlungsfraktionen analysiert, davon 337 bei Patienten ohne Goldmarker und 143 bei Patienten mit Goldmarkern. Als Strahlentherapiegerät wurde die Tomotherapie (Accuray, Sunnyvale, Vereinigte Staaten) verwendet. Als IGRT-Verfahren wurde eine Megavoltage- Computertomographie (MVCT) angewandt. Zur Auswertung der einzelnen Bestrahlungen wurde das Softwaremodul Planned Adaptive des Tomotherapiesystems genutzt. Der Einsatz von Goldmarkern erhöhte die Genauigkeit der Bestrahlung entlang der y-Achse um 4,5mm gegenüber der knochenbasierten Methode. Für die Markergruppe ergab sich eine signifikant höhere Abdeckung der Prostata um ~ 2Gy bei gleicher Belastung des Rektums und der Rektumhinterwand im Hochdosisbereich, geringer Absenkung im Niedrigdosisbereich und verringerter Strahlenexposition der Harnblase im Vergleich zur knochenkonturbasierten Gruppe. Ebenso ließ sich zeigen, dass die intrafraktionelle Prostatamotilität keinen signifikanten Einfluss auf die Abdeckung der Prostata ausübte. Als wichtigster Einflussfaktor auf die Prostatamotilität hat sich die Differenz von Plan- und online Rektumvolumen ergeben. Der Hauptvorteil der Marker liegt in der Reduzierung von Ausreißern in vertikaler Richtung mit einer geringfügig verbesserten Strahlenabdeckung der Prostata. Zur Minimierung der Ausreißer bei knochenbasierter IGRT schlagen wir eine zusätzliche Korrektur mit Hilfe der Rektumvorderwand vor, welche gut mit der vertikalen Prostatalage korreliert. Ob die Verbesserung der Abdeckung durch Marker einen Benefit für das klinische Outcome hat und die Nutzung der Rektumvorderwand zur Registrierung eine Alternative für den Markereinsatz darstellt, bedarf weiterer Forschung.
For radiotherapy of prostate cancer positioning of the prostate plays an important role for exposing the carcinoma to a high radiation dose while protecting the surrounding tissue. Therefore imaging is used to detect directly or indirectly the prostate position and adapt it to the radiotherapy plan (image guided radiotherapy - IGRT). For improved detection of the prostate, intraprostatic goldmarkers are often used. To evaluate the need of the markers, we analysed the radiation dose of the prostate, rectum, rectum wall and bladder in two groups of patients. Additionally the prostate motility was examined between and during the radiotherapy sessions. 58 patients with prostate cancer participated in our study. The first group was provided with intraprostatic markers, the second group had no markers, instead the pelvis bones were used for indirectly detecting the prostate. The marker group contained 15 patients, the bone based group 43 patients. The patients age ranged from 49 to 80 years (average of 70 years ± 7,4 years). Totally 480 radiotherapy sessions were analyzed, 337 without markers and 143 in the marker group. The radiotherapy system in our study was the Tomotherapy (Accuray, Sunnyvale, USA). As IGRT-method we used a megavoltage-computertomography (MVCT). For the analysis of the single radiotherapy sessions the software “Planned Adaptive” was used. There was a significant higher dose coverage of the prostate of ~ 2Gy in the marker group with no difference in the radiation exposure of the rectum and rectum wall in the high dose range, low decrease of exposure in the low dose range and a significant lower exposure of the bladder in contrast to the group without markers. Furthermore the intrafractional prostate motility had no significant influence on the radiation dose of the prostate. The most important factor for the vertical prostate motion was the difference between the planning- and the online rectum volume. The main advantage of the markers lies in reducing the outliers in vertical direction with low improved radiation exposure of the prostate. For decrease of the outliers in bone based IGRT we suggest an additional matching with the use of the ventral rectum, which correlates well with the vertical position of the prostate. The evaluation of the clinical benefit of the usage of markers and the additional matching with the ventral rectum as alternative to the markers needs further investigation.
