Antje Ernst-Stecken

Diffusion tensor imaging and optimized fiber tracking in glioma patients: Histopathologic evaluation of tumor-invaded white matter structures

Fiber tracking is increasingly used to plan and guide neurosurgical procedures of intracranial tumors in the vicinity of functionally important areas of the brain. However, valid data concerning the reliability of tracking with respect to the actual pathoanatomical situation are lacking. We retrospectively correlated fiber tracking based on magnetic resonance (MR) DT imaging with the histopathological data of 25 patients with WHO grade II and III gliomas. Fiber tracking using the Fiber Assignment by Continuous Tracking (FACT) method was performed to investigate the integrity of white matter tracts in the surrounding border zone of the lesions. The tracking procedure was stopped when fractional anisotropy (FA) thresholds = 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, and 0.3, or a tract turning angle >60 degrees were encountered. In 9 patients we were able to reconstruct brain fiber tracts at biopsy loci (2-32% tumor infiltration) using an FA threshold of 0.15 and 0.2, but not for a threshold of 0.25 or 0.3. The neurological outcome demonstrated potential tumor cell infiltration of functionally intact brain fiber tracts in the range of 2-8%. These findings may be useful in planning therapeutic approaches to gliomas in the vicinity of eloquent brain regions.

Neck dissection following radiochemotherapy of advanced head and neck cancer--for selected cases only?

PURPOSE To address the value of neck dissection (ND) in patients with advanced head and neck cancer following primary radiochemotherapy and to specifically analyse its impact on locoregional tumour control, survival and toxicity. PATIENTS AND METHODS Between 1987 and 1997 (9,335), a total of 142 patients (pts) were treated by primary radiochemotherapy (RCT) according to prospective protocols. There were 64 pts with involvement of the hypopharynx, 57 pts with oropharyngeal and 21 with oral cavity carcinoma. UICC (1997) stages included: 16 pts in stage III, 113 pts in stage IV A, 13 pts in stage IV B. All pts received platin-based RCT up to a median total dose of 70 Gy (range, 60-72 Gy). Six weeks after RCT, pts with complete response of the primary tumour (N=97) were offered a uni- or bilateral ND depending on the initially diagnosed nodal disease as part of a strict institutional policy. Fifty-six pts consented to ND and 41 refused. These two groups were analysed in terms of characteristics, local and regional tumour control, survival and long-term side effects. Median follow-up was 37 months (range, 22-124 months). RESULTS Among the 56 pts receiving ND, a total of 13 (23%) was found to have residual tumour in the neck specimen. The rates of positive histology according to clinical N category after RCT were: yN0 (2/22[9%]), yN1 (2/10[20%]), yN2a-b (2/10[20%), yN2c-3 (7/14[54%]). Five-year overall survival and disease-specific survival rates for pts with ND were 44 and 55%, for pts without ND 42 and 47%, respectively (P=0.9). No difference was seen for long-term local and regional control between the two patient groups. Comparing the group of patients with and without ND, a trend towards higher subjective morbidity of grade 3 and 4 (LENT-SOMA), i.e. pain recording (24% vs. 17%), dysphagia (48% vs. 35%) and hoarseness (20% vs. 9%) was evident in patients with ND. CONCLUSION No clear evidence for routine clinical use of ND after RCT in advanced head and neck tumours can be derived from these data. ND may be contemplated in selected cases with multiple residual nodes only.

Hypofractionated stereotactic radiotherapy for primary and secondary intrapulmonary tumors: first results of a phase I/II study.

Purpose:To evaluate the feasibility, efficacy, and side effects of dose escalation in hypofractionated stereotactic radiotherapy (hfSRT) for intrapulmonary tumors with the Novalis™ system (BrainLAB AG, Heimstetten, Germany).Patients and Methods:From 07/2003 to 01/2005, 21 patients/39 tumors were treated with 5 × 7 Gy (n = 21; total dose 35 Gy) or 5 × 8 Gy (n = 18; total dose 40 Gy). There were three cases of primary lung cancer, the remainder were metastases. Median gross tumor volume (GTV) and planning target volume (PTV) were 2.89 cm3 (range, 0.15–67.94 cm3) and 25.75 cm3 (range, 7.18–124.04 cm3), respectively.Results:Rates of complete remission, partial remission, no change, and progressive disease were 51%, 33%, 3%, and 13%, respectively. No grade 4 toxicity occurred, nearly all patients had grade 1 initially. One grade 3 toxicity, i.e., dyspnea, was documented for a period of 6 months after therapy. Radiosurgery quality assurance guidelines could be met.Conclusion:hfSRT of primary and secondary lung tumors using a schedule of five fractions at 7–8 Gy each was well tolerated. Further dose escalation is planned.Ziel:Auswertung der Durchführbarkeit, Wirksamkeit und Nebenwirkungen einer Phase-I/II-Studie zur Dosiseskalation bei hypofraktionierter stereotaktischer Radiotherapie (hfSRT) von Lungentumoren mit dem Novalis™-System (BrainLAB AG, Heimstetten).Patienten und Methodik:21 Patienten/39 Tumoren wurden von Juli 2003 bis Januar 2005 mit 5 × 7 Gy (n = 21; Gesamtdosis [GD] 35 Gy) oder 5 × 8 Gy (n = 18; GD 40 Gy) bestrahlt. Drei Patienten hatten ein primäres Lungenkarzinom, die übrigen Metastasen. Das mediane „gross tumor volume”(GTV) und Planungszielvolumen (PTV) betrugen 2,89 cm3 (0,15–67,94 cm3) und 25,75 cm3 (7,18–124,04 cm3).Ergebnisse:Eine komplette Remission, partielle Remission, keine Änderung und Progression fanden sich bei 51%, 33%, 3% und 13%. Nach initialer Grad-1-Toxizitat in fast allen Fälle trat keine Grad-4-Toxizitat auf. Eine Patientin erlitt eine Grad-3-Toxizität. Die RTOG-Qualitatskriterien für die Radiochirurgie wurden bei allen Patienten erfüllt.Schlussfolgerung:Die hfSRT mit 5 × 7 Gy und 5 × 8 Gy wurde gut vertragen. Die Dosiseskalation wird fortgeführt.

Radiosurgery of small skull-base lesions. No advantage for intensity-modulated stereotactic radiosurgery versus conformal arc technique.

Background and Purpose:Intensity-modulated stereotactic radiotherapy (IMSRT) has shown the ability to conform the dose to concavities and to better avoid critical organs for large tumors. Given the availability of an electronically driven micro-multileaf collimator, both intensity-modulated stereotactic radiosurgery (IMSRS) and dynamic conformal arc (DCA) technique (DCA) can be performed at the Novalis Shaped Beam Surgery Center, University of Erlangen-Nuremberg, Germany, since 12/2002. This study evaluates both techniques in small skull-base tumors treated with radiosurgery.Material and Methods:Between 12/2002 and 04/2004, a total of 109 radiosurgical procedures were performed in 77 patients, equally distributed between patients with acoustic neuroma (AN), pituitary adenoma (PA) and meningeoma (M). Six index patients (n = 2 AN, n = 1 PA, n = 3 M) routinely planned for dynamic arc stereotactic radiosurgery were replanned using the IMSRS approach (BrainScan, BrainLAB, Heimstetten, Germany). The RTOG radiosurgery quality assurance guidelines, isodose volumes, doses to organs at risk (OAR), and dose delivery criteria were compared.Results:DCA was superior to IMSRS for homogeneity and coverage. IMSRS could keep the high-dose-irradiated volumes (90% isodose volume) lower than DCA in the PA and AN with very small volumes, but all other lower dose volumes were larger for IMSRS. Dose maxima to OAR were higher for IMSRS. Treatment delivery time for IMSRS would clearly exceed treatment time for DCA by a factor of 2–3. The integral absorbed dose to the brain was much higher in the IMSRS than in the DCA approach (factor 2–3).Conclusion:RTOG radiosurgery guidelines were best met by the DCA rather than IMSRS approach for the treatment of small skull-base lesions. The IMSRS approach will increase the time for planning, dose delivery and integral dose to the brain. Thus, IMSRT techniques are recommended for fractionated stereotactic radiotherapy to larger volumes rather than for radiosurgery in small skull-base lesions.Hintergrund und ZielDie intensitätsmodulierte stereotaktische Radiotherapie (IMSRT) kann an konkave Zielvolumina angepasste Dosisverteilungen kreieren. Für irregulär konfigurierte größere Tumoren an der Schädelbasis konnte für die IMSRT ein Vorteil gegenüber der stereotaktischen dreidimensionalen konformalen Radiotherapie gezeigt werden. Mit dem dynamischen Mikromultileafkollimator des Novalis®-Systems sind Dynamic-Conformal-Arc-(DCA-)Technik und intensitätsmodulierte stereotaktische Radiochirurgie (IMSRS) durchführbar. Die beiden Bestrahlungstechniken werden in der vorliegenden Studie verglichen.Material und Methodik:Seit 12/2002 wurden im Novalis Shaped Beam Surgery Center der Universität Erlangen 109 Zielvolumina bei 77 Patienten radiochirurgisch behandelt, davon gleich viele Patienten mit Akustikusneurinomen (AN), Hypophysenadenomen (PA) und Meningeomen (M). Sechs für DCA-Technik geplante Patienten (n = 2 AN, n = 1 PA, n = 3 M) wurden mit IMSRS neu geplant und hinsichtlich der RTOG-Qualitätsindizes und Dosisvolumina ausgewertet.Ergebnisse:Die DCA-Technik war der IMSRS bezüglich Homogenität und Zielvolumenabdeckung überlegen. Die IMSRS konnte die 90%-Hochdosisvolumina für das PA und das AN1 geringer halten als die DCA-Technik. Alle anderen niedrigeren Dosisvolumina waren jedoch bei der DCA-Technik kleiner. Die Dosismaxima für die meisten Risikoorgane waren für die IMSRS höher. Die geschätzte Behandlungszeit (Anzahl Bestrahlungsfelder, Intensitätsstufen) war für die IMSRS wesentlich länger, mit einer weitaus größeren zur Dosisverabreichung erforderlichen Anzahl an Monitoreinheiten (jeweils um den Faktor 2–3 höher).Schlussfolgerung:Die DCA-Technik ist für die Radiochirurgie kleiner Tumoren an der Schädelbasis hinsichtlich der Einhaltung der RTOG-Richtlinien besser geeignet als die IMSRS. Die Zeiten für die Planung und Verabreichung der Dosis sind für DCA kürzer, die integrale Ganzhirndosis und die Bestrahlungsvolumina für die mittleren und niedrigen Dosen sind geringer als bei der IMSRS.

Radiosurgery of Small Skull-Base Lesions

Background and Purpose:Intensity-modulated stereotactic radiotherapy (IMSRT) has shown the ability to conform the dose to concavities and to better avoid critical organs for large tumors. Given the availability of an electronically driven micro-multileaf collimator, both intensity-modulated stereotactic radiosurgery (IMSRS) and dynamic conformal arc (DCA) technique (DCA) can be performed at the Novalis Shaped Beam Surgery Center, University of Erlangen-Nuremberg, Germany, since 12/2002. This study evaluates both techniques in small skull-base tumors treated with radiosurgery.Material and Methods:Between 12/2002 and 04/2004, a total of 109 radiosurgical procedures were performed in 77 patients, equally distributed between patients with acoustic neuroma (AN), pituitary adenoma (PA) and meningeoma (M). Six index patients (n = 2 AN, n = 1 PA, n = 3 M) routinely planned for dynamic arc stereotactic radiosurgery were replanned using the IMSRS approach (BrainScan, BrainLAB, Heimstetten, Germany). The RTOG radiosurgery quality assurance guidelines, isodose volumes, doses to organs at risk (OAR), and dose delivery criteria were compared.Results:DCA was superior to IMSRS for homogeneity and coverage. IMSRS could keep the high-dose-irradiated volumes (90% isodose volume) lower than DCA in the PA and AN with very small volumes, but all other lower dose volumes were larger for IMSRS. Dose maxima to OAR were higher for IMSRS. Treatment delivery time for IMSRS would clearly exceed treatment time for DCA by a factor of 2–3. The integral absorbed dose to the brain was much higher in the IMSRS than in the DCA approach (factor 2–3).Conclusion:RTOG radiosurgery guidelines were best met by the DCA rather than IMSRS approach for the treatment of small skull-base lesions. The IMSRS approach will increase the time for planning, dose delivery and integral dose to the brain. Thus, IMSRT techniques are recommended for fractionated stereotactic radiotherapy to larger volumes rather than for radiosurgery in small skull-base lesions.Hintergrund und ZielDie intensitätsmodulierte stereotaktische Radiotherapie (IMSRT) kann an konkave Zielvolumina angepasste Dosisverteilungen kreieren. Für irregulär konfigurierte größere Tumoren an der Schädelbasis konnte für die IMSRT ein Vorteil gegenüber der stereotaktischen dreidimensionalen konformalen Radiotherapie gezeigt werden. Mit dem dynamischen Mikromultileafkollimator des Novalis®-Systems sind Dynamic-Conformal-Arc-(DCA-)Technik und intensitätsmodulierte stereotaktische Radiochirurgie (IMSRS) durchführbar. Die beiden Bestrahlungstechniken werden in der vorliegenden Studie verglichen.Material und Methodik:Seit 12/2002 wurden im Novalis Shaped Beam Surgery Center der Universität Erlangen 109 Zielvolumina bei 77 Patienten radiochirurgisch behandelt, davon gleich viele Patienten mit Akustikusneurinomen (AN), Hypophysenadenomen (PA) und Meningeomen (M). Sechs für DCA-Technik geplante Patienten (n = 2 AN, n = 1 PA, n = 3 M) wurden mit IMSRS neu geplant und hinsichtlich der RTOG-Qualitätsindizes und Dosisvolumina ausgewertet.Ergebnisse:Die DCA-Technik war der IMSRS bezüglich Homogenität und Zielvolumenabdeckung überlegen. Die IMSRS konnte die 90%-Hochdosisvolumina für das PA und das AN1 geringer halten als die DCA-Technik. Alle anderen niedrigeren Dosisvolumina waren jedoch bei der DCA-Technik kleiner. Die Dosismaxima für die meisten Risikoorgane waren für die IMSRS höher. Die geschätzte Behandlungszeit (Anzahl Bestrahlungsfelder, Intensitätsstufen) war für die IMSRS wesentlich länger, mit einer weitaus größeren zur Dosisverabreichung erforderlichen Anzahl an Monitoreinheiten (jeweils um den Faktor 2–3 höher).Schlussfolgerung:Die DCA-Technik ist für die Radiochirurgie kleiner Tumoren an der Schädelbasis hinsichtlich der Einhaltung der RTOG-Richtlinien besser geeignet als die IMSRS. Die Zeiten für die Planung und Verabreichung der Dosis sind für DCA kürzer, die integrale Ganzhirndosis und die Bestrahlungsvolumina für die mittleren und niedrigen Dosen sind geringer als bei der IMSRS.

Dose Escalation in Large Anterior Skull-Base Tumors by Means of IMRT

Purpose:To evaluate the feasibility and tolerance of dose escalation with stereotactic intensity-modulated radiotherapy (sIMRT) for skull-base tumors.Patients and Methods:Between 01/2003 and 12/2004, twelve patients were treated. Nine were exclusively treated at the Novalis® site with one planning target volume (PTV) field boost, three were administered boost IMRT treatment (two with each one PTV-shrinking field, one with single PTV) after conventional three-dimensional conformal radiotherapy. This resulted in 23 PTVs with a median volume of 93.63 cm3 (range, 88.58–125.88 cm3). Dose calculation was done by the pencil-beam algorithm. Median total doses of 66.6, 77.4, and 63.9 Gy were prescribed for sIMRT alone, sIMRT after 3-D conformal irradiation of the nasopharynx and cervical lymph nodes with 59.4 Gy, and for reirradiation, respectively.Results:95% isodose PTV coverage was reached in 86.5% (range, 80–93%). Homogeneity (Dmax/Dref) was 1.11, 1.09, and 1.08. Median total doses to 50% of chiasm, right and left optic nerve were 16.21, 16.82 and 10.23 Gy. 11/12 patients are locally controlled with a median follow-up of 11 months (range, 3–23 months), one has died of pulmonary embolism after cerebrospinal dissemination of retinal adenocarcinoma.Conclusion:SIMRT enables dose escalation to tumors located close to critical organs. Inverse planning for micro-multileaf collimator stereotactic irradiation is practicable in the daily routine irradiation program. SIMRT needs special verification and still, the following parameters have to be standardized: IMRT dose specification, dose maxima, length of radiation delivery time.Ziel:Dokumentation von Praktikabilität und Nebenwirkungen der stereotaktischen intensitätsmodulierten Radio(chemo)therapie (sIMRT) bei komplex geformten Schädelbasistumoren in der Nähe von Risikoorganen mit dem stereotaktischen Linearbeschleuniger Novalis® (BrainLAB AG, Heimstetten).Patienten und Methodik:Von Januar 2003 bis Dezember 2004 wurden zwölf Patienten wie folgt behandelt: neun ausschließlich am Novalis®-System mit je einer Feldverkleinerung, drei im Rahmen einer Boostbestrahlung (davon zwei mit je einer Feldverkleinerung, einer mit nur einem Boostvolumen). Daraus resultierten 23 Zielvolumina mit einer medianen Größe von 93,63 cm3 (88,58–125,88 cm3). Die mediane Gesamtdosis betrug für alleinige sIMRT 66,6 Gy, für sIMRT im Anschluss an konventionelle dreidimensionale konformale Radiotherapie wegen eines Nasopharynxkarzinoms 77,4 Gy und 63,9 Gy bei Re-Bestrahlungen.Ergebnisse:Die 95%-Isodose umfasste median 86,5% (80–93%) der Zielvolumina. Die Homogenität (Dmax/Dref) betrug median 1,09 (1,08–1,11). Die mediane, 50% des Chiasmas, des rechten und linken Nervus opticus belastende Gesamtdosis lag bei 16,21, 16,82 and 10,23 Gy. 11/12 Patienten sind bei einem medianen Nachbeobachtungszeitraum von 11 Monaten (3–22 Monate) in lokaler Kontrolle, ein Patient mit retinalem Adenokarzinom starb an einer Lungenembolie nach zerebrospinaler Dissemination.Schlussfolgerung:Die sIMRT erlaubt eine sichere Dosiseskalation bei Tumoren in unmittelbarer Nähe des optischen Apparats. Die inverse Planung für microMLC-Bestrahlung in Step-and-shoot-Technik ist in der täglichen Routine einsetzbar. Sie benötigt eine spezielle Verifikation. Folgende Parameter müssen noch standardisiert werden: IMRT-Dosisspezifikation, erlaubte Höhe und Größe von Dosismaxima, Dauer der Bestrahlungsapplikation.

Dose escalation in large anterior skull-base tumors by means of IMRT. First experience with the Novalis system.

Purpose:To evaluate the feasibility and tolerance of dose escalation with stereotactic intensity-modulated radiotherapy (sIMRT) for skull-base tumors.Patients and Methods:Between 01/2003 and 12/2004, twelve patients were treated. Nine were exclusively treated at the Novalis® site with one planning target volume (PTV) field boost, three were administered boost IMRT treatment (two with each one PTV-shrinking field, one with single PTV) after conventional three-dimensional conformal radiotherapy. This resulted in 23 PTVs with a median volume of 93.63 cm3 (range, 88.58–125.88 cm3). Dose calculation was done by the pencil-beam algorithm. Median total doses of 66.6, 77.4, and 63.9 Gy were prescribed for sIMRT alone, sIMRT after 3-D conformal irradiation of the nasopharynx and cervical lymph nodes with 59.4 Gy, and for reirradiation, respectively.Results:95% isodose PTV coverage was reached in 86.5% (range, 80–93%). Homogeneity (Dmax/Dref) was 1.11, 1.09, and 1.08. Median total doses to 50% of chiasm, right and left optic nerve were 16.21, 16.82 and 10.23 Gy. 11/12 patients are locally controlled with a median follow-up of 11 months (range, 3–23 months), one has died of pulmonary embolism after cerebrospinal dissemination of retinal adenocarcinoma.Conclusion:SIMRT enables dose escalation to tumors located close to critical organs. Inverse planning for micro-multileaf collimator stereotactic irradiation is practicable in the daily routine irradiation program. SIMRT needs special verification and still, the following parameters have to be standardized: IMRT dose specification, dose maxima, length of radiation delivery time.Ziel:Dokumentation von Praktikabilität und Nebenwirkungen der stereotaktischen intensitätsmodulierten Radio(chemo)therapie (sIMRT) bei komplex geformten Schädelbasistumoren in der Nähe von Risikoorganen mit dem stereotaktischen Linearbeschleuniger Novalis® (BrainLAB AG, Heimstetten).Patienten und Methodik:Von Januar 2003 bis Dezember 2004 wurden zwölf Patienten wie folgt behandelt: neun ausschließlich am Novalis®-System mit je einer Feldverkleinerung, drei im Rahmen einer Boostbestrahlung (davon zwei mit je einer Feldverkleinerung, einer mit nur einem Boostvolumen). Daraus resultierten 23 Zielvolumina mit einer medianen Größe von 93,63 cm3 (88,58–125,88 cm3). Die mediane Gesamtdosis betrug für alleinige sIMRT 66,6 Gy, für sIMRT im Anschluss an konventionelle dreidimensionale konformale Radiotherapie wegen eines Nasopharynxkarzinoms 77,4 Gy und 63,9 Gy bei Re-Bestrahlungen.Ergebnisse:Die 95%-Isodose umfasste median 86,5% (80–93%) der Zielvolumina. Die Homogenität (Dmax/Dref) betrug median 1,09 (1,08–1,11). Die mediane, 50% des Chiasmas, des rechten und linken Nervus opticus belastende Gesamtdosis lag bei 16,21, 16,82 and 10,23 Gy. 11/12 Patienten sind bei einem medianen Nachbeobachtungszeitraum von 11 Monaten (3–22 Monate) in lokaler Kontrolle, ein Patient mit retinalem Adenokarzinom starb an einer Lungenembolie nach zerebrospinaler Dissemination.Schlussfolgerung:Die sIMRT erlaubt eine sichere Dosiseskalation bei Tumoren in unmittelbarer Nähe des optischen Apparats. Die inverse Planung für microMLC-Bestrahlung in Step-and-shoot-Technik ist in der täglichen Routine einsetzbar. Sie benötigt eine spezielle Verifikation. Folgende Parameter müssen noch standardisiert werden: IMRT-Dosisspezifikation, erlaubte Höhe und Größe von Dosismaxima, Dauer der Bestrahlungsapplikation.

Phase II trial of hyperfractionated accelerated split-course radiochemotherapy with 5-FU and Cis-DDP in advanced head and neck cancer: results and toxicity.

Background:Simultaneous radiochemotherapy resulted in a significant benefit improving both local control and overall survival in advanced head and neck cancer. In this phase II study the efficacy and toxicity of a hyperfractionated accelerated split course radiotherapy with simultaneous application of 5-FU and cisplatin were evaluated in patients with locally advanced tumors of the oral cavity, oro- and hypopharynx.Patients and Methods:Between 1991 and 2002 the study recruited 45 patients. 41 (92%) presented with stage IV, 2 (4%) with stage II and III tumors, respectively. Radiation was delivered twice daily by a single dose of 1.5 Gy to a median total dose of 72 Gy with a 1 week break scheduled at 30 Gy. Chemotherapy consisting of 5-FU (800 mg/m2/d i.v.) and cisplatin (20 mg/m2/d i.v. bolus) was administered during the 1st and 5th treatment week.Results:Overall survival, cause-specific survival, locoregional tumor-free survival and distant metastasis-free survival were 53%, 65%, 77% and 73%, respectively, at 3 years. Mean follow-up was 21 months. Neutropenia was the only grade-4 toxicity that occurred in 2 patients.Conclusion:This regimen is effective and safe, however, distant relapses clearly exceed local failure rates. Future studies have to contemplate the implementation of new chemotherapeutic agents and the feasibility and efficacy of maintenance chemotherapy.Hintergrund:Die simultane Radiochemotherapie hat bei fortgeschrittenen Kopf-Hals-Tumoren eine signifikante Verbesserung von lokaler Kontrolle und Gesamtüberleben erreicht. Die vorliegende Phase-II-Studie hat die Effektivität und Toxizität einer hyperfraktionierten akzelerierten simultanen Radiochemotherapie mit 5-FU und Cisplatin bei fortgeschrittenen Tumoren der Mundhöhle, des Hypo- und Oropharynx geprüft.Patienten und Methode:Von 1991 bis 2002 wurden 45 Patienten zweimal täglich mit einer Einzeldosis von 1,5 Gy bis zu einer medianen Dosis von 72 Gy bei einer 1-wöchigen Pause nach 30 Gy bestrahlt. Davon präsentierten sich 41 (92%) Patienten mit Tumoren im UICC-Stadium IV, je 2 (4%) im Stadium II und III. In der 1. und 5. Behandlungswoche wurden simultan 5-FU (800 mg/m2 KOF/d kontinuierlich) und Cisplatin (20 mg/m2 KOF/d als Bolus) appliziert.Ergebnisse:Gesamtüberleben, tumorspezifisches Überleben, lokoregionäre Kontrolle und fernmetastasenfreies Überleben nach drei Jahren betrugen 53%, 65%, 77% und 73% mit einem medianen Follow-up von 21 Monaten. Die einzige Grad-4-Toxizität war eine Neutropenie bei zwei Patienten.Schlussfolgerung:Das geprüfte Therapieregime zeigte gute Wirksamkeit bei akzeptabler Verträglichkeit. Dabei wird das Überleben jedoch deutlich limitiert durch das Auftreten von Fernmetastasen. Zukünftige Protokolle müssen den Einsatz neuer Chemotherapeutika beinhalten, eventuell auch mit Prüfung der Durchführbarkeit einer Erhaltungschemotherapie.

Phase II Trial of Hyperfractionated Accelerated Split-Course Radiochemotherapy with 5-FU and Cis-DDP in Advanced Head and Neck Cancer

Background:Simultaneous radiochemotherapy resulted in a significant benefit improving both local control and overall survival in advanced head and neck cancer. In this phase II study the efficacy and toxicity of a hyperfractionated accelerated split course radiotherapy with simultaneous application of 5-FU and cisplatin were evaluated in patients with locally advanced tumors of the oral cavity, oro- and hypopharynx.Patients and Methods:Between 1991 and 2002 the study recruited 45 patients. 41 (92%) presented with stage IV, 2 (4%) with stage II and III tumors, respectively. Radiation was delivered twice daily by a single dose of 1.5 Gy to a median total dose of 72 Gy with a 1 week break scheduled at 30 Gy. Chemotherapy consisting of 5-FU (800 mg/m2/d i.v.) and cisplatin (20 mg/m2/d i.v. bolus) was administered during the 1st and 5th treatment week.Results:Overall survival, cause-specific survival, locoregional tumor-free survival and distant metastasis-free survival were 53%, 65%, 77% and 73%, respectively, at 3 years. Mean follow-up was 21 months. Neutropenia was the only grade-4 toxicity that occurred in 2 patients.Conclusion:This regimen is effective and safe, however, distant relapses clearly exceed local failure rates. Future studies have to contemplate the implementation of new chemotherapeutic agents and the feasibility and efficacy of maintenance chemotherapy.Hintergrund:Die simultane Radiochemotherapie hat bei fortgeschrittenen Kopf-Hals-Tumoren eine signifikante Verbesserung von lokaler Kontrolle und Gesamtüberleben erreicht. Die vorliegende Phase-II-Studie hat die Effektivität und Toxizität einer hyperfraktionierten akzelerierten simultanen Radiochemotherapie mit 5-FU und Cisplatin bei fortgeschrittenen Tumoren der Mundhöhle, des Hypo- und Oropharynx geprüft.Patienten und Methode:Von 1991 bis 2002 wurden 45 Patienten zweimal täglich mit einer Einzeldosis von 1,5 Gy bis zu einer medianen Dosis von 72 Gy bei einer 1-wöchigen Pause nach 30 Gy bestrahlt. Davon präsentierten sich 41 (92%) Patienten mit Tumoren im UICC-Stadium IV, je 2 (4%) im Stadium II und III. In der 1. und 5. Behandlungswoche wurden simultan 5-FU (800 mg/m2 KOF/d kontinuierlich) und Cisplatin (20 mg/m2 KOF/d als Bolus) appliziert.Ergebnisse:Gesamtüberleben, tumorspezifisches Überleben, lokoregionäre Kontrolle und fernmetastasenfreies Überleben nach drei Jahren betrugen 53%, 65%, 77% und 73% mit einem medianen Follow-up von 21 Monaten. Die einzige Grad-4-Toxizität war eine Neutropenie bei zwei Patienten.Schlussfolgerung:Das geprüfte Therapieregime zeigte gute Wirksamkeit bei akzeptabler Verträglichkeit. Dabei wird das Überleben jedoch deutlich limitiert durch das Auftreten von Fernmetastasen. Zukünftige Protokolle müssen den Einsatz neuer Chemotherapeutika beinhalten, eventuell auch mit Prüfung der Durchführbarkeit einer Erhaltungschemotherapie.

Hypofractionated Stereotactic Radiotherapy to the Rat Hippocampus Determination of Dose Response and Tolerance

Purpose:To determine the effect of hypofractionated stereotactic radiotherapy (hfSRT) on adult rat brain tissue (necrosis, impact on blood-brain barrier, signal changes on high-field magnetic resonance imaging [MRI]).Material and Methods:Adult male Wistar rats underwent MRI and CT scanning of the brain and respective images were introduced into the Novalis™ radiosurgery device (BrainLab, Feldkirchen, Germany). All animals (body weight 350 g) were irradiated weekly with doses of 2 × 10 Gy (n = 3 animals), 3 × 10 Gy (n = 3 animals) and 4 × 10 Gy (n = 3 animals), targeted to the left hippocampus after image-guided positioning. 4.7-T T2-weighted MRI scanning was performed in each animal. Animals were sacrificed 8, 12, and 16 weeks after hfSRT and brains were immersion-fixed in 4% paraformaldehyde for subsequent histopathologic analysis.Results:In concordance with isodose distributions, pathologic signal hyperintensities in MRI were recorded from 4 × 10 Gy after 8 weeks, 3 × 10 Gy after 12 weeks, while 2 × 10 Gy induced slight detectable alterations only after 16 weeks. Subsequent histopathologic analysis revealed hippocampal cell necrosis with significantly earlier and stronger occurrence for higher doses (40 Gy > 30 Gy > 20 Gy). Pial microvessel permeability also increased after 40 Gy, whereas 30 Gy induced moderate changes.Conclusion: Conclusion: Partial-brain irradiation with hfSRT (Novalis™ System) was successfully adopted for small animals and histopathologic analysis confirmed its repositioning accuracy. The neuropathologic effects correlated with dose and observation time. The approach will be further developed for quality assurance in hfSRT of normal brain tissue, as well as novel treatment modalities in epileptic rats and orthotopic tumor models.Ziel:Untersuchung der Effekte einer hypofraktionierten stereotaktischen Bestrahlung (hfSRT) auf das Gehirn der erwachsenen Ratte bezüglich Nekroseentstehung, Veränderungen der Blut-Hirn-Schranke und Veränderungen in der Kernspintomographie (MRT).Material und Methodik:Männliche Wistar-Ratten wurden mittels MRT und Computertomographie gescannt, und die Bildgebung wurde zur Planung im Novalis™-System (BrainLAB, Feldkirchen) verwendet. Alle Tiere wurden wöchentlich mit 2 × 10 Gy (n = 3), 3 × 10 Gy (n = 3) und 4 × 10 Gy (n = 3) am linken Hippocampus nach bildgestützter Isozentrumseinstellung bestrahlt. Alle erhielten T2-gewichtete 4,7-T-Verlaufs-MRTs. Die Tiere wurden nach 8, 12 und 16 Wochen getötet.Ergebnisse:In Übereinstimmung mit der Dosisverteilung zeigten sich pathologische Signalverstärkungen nach 4 × 10 Gy nach 8 Wochen, nach 3 × 10 Gy nach 12 Wochen. 2 × 10 Gy resultierten nur in geringfügiger Veränderung nach 16 Wochen. Die histopathologischen Untersuchungen ergaben hippokampale Nekrosen mit signifikant früherer und stärkerer Ausprägung bei höheren Dosen (40 Gy > 30 Gy > 20 Gy). Die piale Gefäßdurchlässigkeit stieg ebenso nach 40 Gy an, während 30 Gy moderate Veränderungen verursachten.Schlussfolgerung:Die kleinvolumige hypofraktionierte Teilhirnbestrahlung konnte erfolgreich an der Ratte durchgeführt werden. Die histopathologische Aufarbeitung bestätigte die hohe Präzision der Repositionierung. Dabei korrelierten die neuropathologischen Effekte mit der Dosis und der Nachbeobachtungszeit. Der hier etablierte experimentelle Ansatz wird weiterentwickelt werden, sowohl für Untersuchungen zur Auswirkung der hfSRT am normalen Hirngewebe als auch an epileptischen Ratten und orthotopen Tumormodellen.