Analyse der interfraktionellen Variabilität röntgendichter Marker als Surrogat für die Position der Prostata innerhalb der pelvinen Anatomie
Ziel: Analyse der interfraktionellen Variabilität von Goldmarkern als Surrogat für die Position der Prostata innerhalb des knöchernen Beckens bei Patienten mit lokal begrenztem Prostatakarzinom, während der kurativ intendierten perkutanen Strahlentherapie.
Methoden und Material: Bei 31 Patienten, die eine intensitätsmodulierte Strahlentherapie erhielten, erfolgte die Bestimmung der interfraktionellen Prostata-Variabilität. Die Position der Prostata wurde anhand implantierter Goldmarker und täglicher orthogonaler Kilovolt- (kV-) Aufnahmen sowie Cone Beam CTs (CBCTs) in 3 Ebenen erfasst. Die Messung erfolgte in Relation zur knöchernen Anatomie des Beckens. Bei etwa der Hälfte der Patienten wurde ein Rektumballon genutzt. Anschließend wurden die Werte für Patienten mit und ohne Rektumballon sowie abhängig von weiteren Parametern miteinander verglichen.
Ergebnisse: Die Marker-Variabilität in Bezug zum patienteneigenen Mittelpunkt aller Markerpositionen betrug in anterior-posteriorer (AP), superior-inferiorer (SI) und seitlicher (LR) Richtung ± 1,8 mm, ± 2,1 mm und ± 1,0 mm bei Patienten ohne Rektumballon sowie ± 2,5 mm, ± 2,8 mm und ± 1,2 mm bei Patienten mit Rektumballon für die kV-Aufnahmen. Im Rahmen der CBCT-Bildgebung lag die Marker-Variabilität im Mittel bei 0,2 ± 4,1 mm, 0,7 ± 4,2 mm und 0,3 ± 1,1 mm für Patienten ohne Rektumballon sowie bei 0,3 ± 7,1 mm, - 3,2 ± 5,7 mm und 0,5 ± 1,5 mm für Patienten mit Rektumballon. Dabei war in der Verteilung eine Häufungventro-cranialer sowie dorso-caudaler Messpunkte zu beobachten. Die Untersuchung der Marker-Variabilität abhängig vom Leibesumfang ergab, dass bei einem geringeren Leibesumfang eine höhere Marker-Variabilität in AP- und SI-Richtung sowie eine minimal geringere in LR-Richtung vorlag (geringerer Umfang: AP ± 2,5 mm, SI ± 2,9 mm; höherer Umfang AP ± 2,0 mm, SI ± 2,1 mm). Es zeigte sich kein systematischer Trend der Marker-Variabilität über den zeitlichen Verlauf aller Sitzungen. Bei einzelnen Patienten trat eine Häufung interventionsbedürftiger Marker-Abweichungen (> 5 mm) auf. Als mögliche Ursachen wurden Blasen- und Darmfüllungsvariationen, sowie Schwierigkeiten bei der Positionierung des Rektumballons sowie die Positionierung der Marker in der Nähe der Basis der Prostata identifiziert.
Schlussfolgerung: Die durchschnittliche tägliche Variabilität der Marker in Bezug zum knöchernen Becken ist gering und der Einsatz einer 2D-Bildgebung in Kombination mit Markern scheint bei den meisten Patienten praktikabel, während einzelne Patienten gehäuft eine Interventionsbedürftigkeit aufweisen können. Da sich die prospektive Identifikation dieser Patienten mittels 2D-Bildgebung schwierig gestaltet, ist der vermehrte Einsatz einer 3D-Bildgebung zu empfehlen, um unerwünschte Auswirkungen auf die Dosisverteilung zu reduzieren.
Bei Verwendung eines Rektumballons sind bestimmte Voraussetzungen zu beachten. Dennoch ist sein Einsatz bei vorselektierten Patienten zu empfehlen.
Purpose: Analysis of interfraction variability of intraprostatic gold markers relative to pelvic bony anatomy in patients receiving curative external beam radiotherapy for localized prostate cancer.
Methods and Materials: In 31 patients irradiated with intensity-modulated radiation therapy the interfraction prostate variability was measured. The prostate position was localized by implanted gold markers and captured in three orthogonal directions with daily kilovolt x-ray images and cone beam computed tomographies (CBCTs). parameters.
Results: The marker variability in relation to the center of all marker positions of the individual patient was ± 1,8 mm, ± 2,1 mm and ± 1,0 mm in anterior-posterior (AP), superior-inferior (SI) and lateral (LR) direction in patients without a rectal balloon and ± 2,5 mm, ± 2,8 mm and ± 1,2 mm in patients with a rectal balloon for the x-ray images. The CBCT marker variability was found to be 0,2 ± 4,1 mm, 0,7 ± 4,2 mm und 0,3 ± 1,1 mm in patients without a rectal balloon and 0,3 ± 7,1 mm, ‑ 3,2 ± 5,7 mm und 0,5 ± 1,5 mm in patients with a rectal balloon. The distribution showed an accumulation of ventro-cranial and dorso-caudal measurements. Analysis of marker variability relative to abdominal circumference showed an increased variability in the AP and SI direction for patients with a lower girth and a slightly decreased variability in the LR direction (lower girth AP ± 2,5 mm, SI ± 2,9 mm; higher girth AP ± 2,0 mm, SI ± 2,1 mm). The marker variability showed no systematic trend in any direction over the whole radiation course. A few patients showed an accumulation of measurements requiring intervention (> 5 mm). Variations in the filling of the bladder and the bowel as well as problems with the positioning of the rectal balloon and marker positioning near the prostatic base were identified to be a possible cause.
Conclusions: The average interfractional marker variability relative to pelvic bony anatomy is low and the application of 2D imaging combined with intraprostatic markers seems to be reasonable in most patients. Some Patients show an accumulation of measurements requiring intervention. Because the prospective identification of these patients remains challenging with 2D imaging alone, we recommend an increased application of 3D imaging, in order to maintain the desired dose distribution.
When using a rectal balloon certain conditions should be considered. Nevertheless its application is recommended for preselected patients using simulation both with and without a rectal balloon