Analyse der Veränderungen von tatsächlichem Volumen, Position und Dosis der Speicheldrüsen während der adaptiven Radiotherapie von Nasopharynxkarzinom basierend auf iCBCT

ZHU Haigang ,  

YIN Xinhao ,  

CHEN Xiaosi ,  

WANG Teng ,  

ZENG Qiang ,  

GAO Han ,  

YIN Li ,  

摘要

Hintergrund und Zielsetzung: Die Strahlentherapie, insbesondere die intensitätsmodulierte Strahlentherapie (intensity-modulated radiation therapy, IMRT), hat sich als Standardbehandlung der nasopharyngealen Karzinombes (nasopharyngeal carcinoma, NPC) etabliert. Sie verbessert die lokale Tumorkontrolle durch präzise Dosierungsverteilung und reduziert die Strahlendosis an Risikostrukturen (organ at risk, OAR), was die Lebensqualität der Patienten verbessert. Während der Behandlung können jedoch signifikante Veränderungen in Volumen und Lage der Speicheldrüsen (OAR) auftreten, die zu einer Abweichung der tatsächlichen von der geplanten Strahlendosis führen und das Risiko von Nebenwirkungen erhöhen. Die adaptive Strahlentherapie (adaptive radiotherapy, ART) ermöglicht durch Echtzeit-Bildbewertung und Plananpassung eine effektive Optimierung der Dosierung. Diese Studie analysierte systematisch auf Basis von iterativen Kegelfeld-Computertomographie (iterative cone beam computed tomography, iCBCT)-Bilddaten, die mit einem Halcyon-Beschleuniger aufgenommen wurden, Veränderungen des Volumens, der Position und der Strahlendosis der Speicheldrüsen während der kumulativen Bestrahlung bei NPC, mit dem Ziel, datenbasierte und theoretische Grundlagen zur Optimierung der NPC-Strahlentherapie und zur Reduktion von Speicheldrüsenschäden zu liefern. Methoden: Retrospektiv wurden NPC-Patienten ausgewählt, die zwischen Januar 2018 und Dezember 2022 am Onkologischen Krankenhaus der Provinz Jiangsu behandelt wurden. Vor- und Nachbehandlungsgewicht wurden dokumentiert und verglichen; auf den täglich vor der Behandlung aufgenommenen iCBCT-Bildern wurden die Speicheldrüsen konturiert, wobei das absolute und relative Volumenminderungen, die Schrumpfungsrate und die Verschiebung des Massenschwerpunktes analysiert sowie die Korrelation zwischen einer Verschiebung zur Mittellinie und dem Volumenrückgang bewertet wurden. Über das Eclipse-Planungssystem wurde die akkumulierte tatsächliche Dosis der Speicheldrüsen während der gesamten Therapie ermittelt, und Korrelationen zwischen Dosisänderungen, Volumen und Verschiebung der Speicheldrüsen wurden untersucht. Statistische Analysen wurden mit R (Version 4.5.1) in RStudio (Version 2025.05) unter Verwendung des Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Tests für gepaarte Vergleiche und Spearman-Korrelationsanalyse durchgeführt. Ergebnisse: Während der Strahlentherapie zeigten alle Patienten einen signifikanten Gewichtsverlust mit einem Median von 4,68%. Während der gesamten NPC-Strahlentherapie reduzierten sich die Volumina der linken und rechten Speicheldrüsen auf 53,97% bzw. 58,34% des ursprünglichen Volumens, begleitet von Positionsänderungen beiderseits. Die Verschiebung der linken Speicheldrüse zur Mittellinie, kranial und facial betrug jeweils 32 (68,09%), 25 (53,19%) bzw. 23 (48,94%) Fälle; bei der rechten Speicheldrüse waren es 28 (59,57%), 35 (74,47%) und 24 (51,06%). Eine weitere Analyse zeigte, dass die Verschiebung zur Mittellinie innerhalb der ersten 15 Fraktionen signifikanter war; bei kranialen und facialen Verschiebungen gab es keine signifikanten Unterschiede vor und nach den 15 Fraktionen. Statistische Tests bestätigten signifikante Positionsänderungen der Speicheldrüsen auf der X-Achse nach 15 Fraktionen im Vergleich zum Ausgangsplan. Das Nähern der Speicheldrüsen an die Mittellinie korrelierte positiv mit dem Volumenrückgang. Die Anzahl der Fälle mit Zunahme der mittleren Dosis (mean dose, D_mean) und der Dosis für 50% des Volumens (dose to 50% of the volume, D_50) betrug 20 (42,55%) bzw. 17 (36,17%); bei diesen stiegen D_mean und D_50 der linken Speicheldrüse um 21,3% bzw. 24,8%, bei der rechten um 13,7% bzw. 22,2%. Die Zunahme in der Frühphase (innerhalb von 15 Fraktionen) war moderat bei etwa 5%, mit wenigen Patienten über 120%; in der Spätphase (nach 15 Fraktionen) beschleunigte sich die Zunahme deutlich, lag zwischen 15% und 20%. Der Vergleich der relativen Veränderungen von D_mean und D_50 zwischen den einzelnen Bestrahlungsabschnitten zeigte nach 15 Fraktionen eine deutliche relative Dosiszunahme; bei der linken Speicheldrüse stiegen D_mean und D_50 in den Fraktionen 16–20, 21–25 und 30 um 2,2%, 4,6%, 6,9% bzw. 2,1%, 5,6%, 9,6%; bei der rechten Speicheldrüse stiegen D_mean und D_50 in den Fraktionen 21–25 und 30 um 3,8%, 4,1% bzw. 6,5%, 9,7%. Die Korrelationen von D_mean und D_50 mit dem Annähern des Massenschwerpunkts an die Mittellinie betrugen 0,72 und 0,70 (links) sowie 0,63 und 0,67 (rechts). Fazit: Die Speicheldrüsen verringern ihr Volumen und verschieben sich im gesamten Verlauf der Strahlentherapie in Richtung der hochdosierten Mittellinienzone. Die Dosisveränderungen hängen mit dem Annähern des Massenschwerpunkts an die mittlere Struktur zusammen. Das Volumen verkleinert sich nicht zwangsläufig mit einer Dosiszunahme, wobei eine wichtige Dosissteigerung nach der 15. Fraktion konzentriert ist. Ein frühzeitiges Re-Planning kann die Dosiszunahme an den Speicheldrüsen während der Therapie kontrollieren.

关键词

adaptive Radiotherapie; Nasopharynxkarzinom; Speicheldrüsen; geometrische Veränderungen; Dosisveränderungen

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