Gerd Strassmann

Stereotactic radiotherapy of meningiomas: symptomatology, acute and late toxicity.

Background and Purpose:Stereotactic radiosurgery (SRS) is well established in the treatment of skull base meningiomas, but this therapy approach is limited to small tumors only. The fractionated stereotactic radiotherapy (SRT) offers an alternative treatment option. This study aims at local control, symptomatology, and toxicity.Patients and Methods:Between 1997–2003, 224 patients were treated with SRT (n = 183), hypofractionated SRT (n = 30), and SRS (n = 11). 95/224 were treated with SRT/SRS alone. 129/224 patients underwent previous operations. Freedom from progression and overall survival, toxicity, and symptomatology were evaluated systematically. Additionally, tumor volume (TV) shrinkage was analyzed three-dimensionally within the planning system.Results:The median follow-up was 36 months (range, 12–100 months). Overall survival and freedom from progression for 5 years were 92.9% and 96.9%. Quantitative TV reduction was 26.2% and 30.3% 12 and 18 months after SRT/SRS (p < 0.0001). 95.9% of the patients improved their symptoms or were stable. Clinically significant acute toxicity (CTC III°) was rarely seen (2.5%). Clinically significant late morbidity (III°–IV°) or new cranial nerve palsies did not occur.Conclusion:SRT offers an additional treatment option of high efficacy with only few side effects. In the case of large tumor size (> 4 ml) and adjacent critical structures (< 2 mm), SRT is highly recommended.Hintergrund und Ziel:Die stereotaktische Radiochirurgie (SRS) ist in der Behandlung von Schädelbasismeningeomen fest etabliert. Ihr Einsatz ist jedoch auf kleine Tumoren begrenzt. Die stereotaktisch fraktionierte Radiotherapie (SRT) bietet eine Behandlungsalternative an. Ziel dieser Untersuchung war, die lokale Kontrolle, Symptomatologie und die Toxizität zu evaluieren.Patienten und Methodik:Zwischen 1997 und 2003 wurden 224 Patienten stereotaktisch fraktioniert (n = 183), stereotaktisch hypofraktioniert (n = 30) und radiochirurgisch (n = 11) behandelt. 95/224 wurden primär bestrahlt, 129/224 waren voroperiert. Progressionsfreies und Gesamtüberleben, Toxizität und Symptomatologie wurden systematisch erfasst. Zusätzlich wurde die Tumorvolumenreduktion quantitativ mit dem Planungssystem ermittelt.Ergebnisse:Die mediane Nachbeobachtungszeit betrug 36 Monate (12–100 Monate). Das 5-Jahres-Gesamtüberleben lag bei 92,9%, das progressionsfreie Überleben bei 96,9%. Die quantitative Tumorvolumenreduktion betrug 12 und 18 Monate nach SRT/SRS 26,2% und 30,3% (p < 0,0001). Bei 95,9% der Patienten waren die Symptome kontrolliert oder gebessert. Klinisch signifikante Akuttoxizität (CTC III°) trat selten auf (2,5%). Klinisch signifikante Spättoxizität (III°–IV°) oder neu aufgetretene neurologische Defizite wurden nicht beobachtet.Schlussfolgerung:Die SRT ist eine effektive und nebenwirkungsarme Therapie. Im Fall eines großen Tumorvolumens (> 4 ml) und nahegelegener Risikostrukturen (< 2 mm) ist eine SRT empfehlenswert.

Significant tumor volume reduction of meningiomas after stereotactic radiotherapy: results of a prospective multicenter study.

OBJECTIVEStereotactic radiosurgery (SRS) is well established in the treatment of cranial base meningiomas. Fractionated stereotactic radiotherapy (SRT) offers an additional treatment option. Data for radiological regression differ, ranging from 13 to 61%. Therefore, the aims of this prospective study were to quantitatively analyze tumor volume (TV) shrinkage and to calculate determining factors. METHODSEighty-four patients were examined under equal conditions before and after SRT. Fat-saturated axial T1-weighted contrast-enhanced magnetic resonance imaging scans with 1- to 3-mm slice thickness were used. After image fusion, TV was drawn in each slice to analyze TV shrinkage three-dimensionally by the planning system. RESULTSMean TV had shrunk by 33% at 24 months (P = 0.02) and by 36% at 36 months (P = 0.0007) after SRT. With regard to half-year intervals, TV reduction decreased continuously towards a steady state (P < 0.0001). Younger age (P = 0.001) and smaller TV (P = 0.01) are determining factors. There was no correlation between TV reduction, prescribed dose, histological classification, sex, or previous operations. CONCLUSIONMeningiomas shrink significantly after SRT. TV shrinkage declines towards a steady state, which is not yet defined. Younger age and smaller TV are determining factors. Previous operations, sex, prescribed dose, or histological subtypes do not affect TV shrinkage. Eighteen to 24 months after irradiation, when symptoms are clinically stable, is the best time for the first magnetic resonance imaging scans evaluating tumor control and shrinkage.

Fractionated stereotactic radiotherapy of glomus jugulare tumors. Local control, toxicity, symptomatology, and quality of life.

Background and Purpose:For glomus jugulare tumors, the goal of treatment is microsurgical excision. To minimize postoperative neurologic deficits, stereotactic radiosurgery (SRS) was performed as an alternative treatment option. Stereotactic fractionated radiotherapy (SRT) could be a further alternative. This study aims at the assessment of local control, side effects, and quality of life (QoL).Patients and Methods:Between 1999–2005, 17 patients were treated with SRT. 11/17 underwent previous operations. 6/17 received primary SRT. Treatment was delivered by a linear accelerator with 6-MV photons. Median cumulative dose was 57.0 Gy. Local control, radiologic regression, toxicity, and symptomatology were evaluated half-yearly by clinical examination and MRI scans. QoL was assessed by Short Form-36 (SF-36).Results:Median follow-up was 40 months. Freedom from progression and overall survival for 5 years were 100% and 93.8%. Radiologic regression was seen in 5/16 cases, 11/16 patients were stable. Median tumor shrinkage was 17.9% (p = 0.14). Severe acute toxicity (grade 3–4) or any late toxicity was never seen. Main symptoms improved in 9/16 patients, 7/16 were stable. QoL was not affected in patients receiving primary SRT.Conclusion:SRT offers an additional treatment option of high efficacy with less side effects, especially in cases of large tumors, morbidity, or recurrences after incomplete resections.Hintergrund und Ziel:Standardtherapie von Glomus-jugulare-Tumoren ist die mikrochirurgische Resektion. Zur Vermeidung postoperativer neurologischer Defizite wurde die stereotaktische Radiochirurgie (SRS) als Behandlungsalternative etabliert. Die stereotaktisch-fraktionierte Radiotherapie (SRT) könnte eine weitere Alternative darstellen. Ziel dieser Studie ist die Evaluation der lokalen Kontrolle, Nebenwirkungen und Lebensqualität.Patienten und Methodik:Zwischen 1999 und 2005 wurden 17 Patienten stereotaktisch-fraktioniert bestrahlt. 11/17 waren voroperiert, 6/17 wurden primär bestrahlt. Die Bestrahlung erfolgte mit einem Linearbeschleuniger mit 6-MV-Photonen. Die mediane Gesamtdosis betrug 57,0 Gy. Die lokale Kontrolle, radiologische Regression, Toxizität und Symptomatologie wurden halbjährlich mittels klinischer Untersuchungen und MRT-Kontrollen erfasst. Die Lebensqualität wurde mit dem Fragebogen Short Form-36 (SF-36) evaluiert.Ergebnisse:Die mediane Nachbeobachtungszeit lag bei 40 Monaten. Das 5-Jahres-Gesamtüberleben betrug 93,8%, das progressionsfreie Überleben 100%. Radiologische Regression trat in 5/16 Fällen auf, in 11/16 war der Tumor kontrolliert. Die mediane Tumorschrumpfung betrug 17,9% (p = 0,14). Schwere Akuttoxizität (CTC Grad 3–4) oder jegliche Spättoxizität wurde nicht beobachtet. In 9/16 Fällen konnten die Hauptsymptome gebessert werden, in 7/16 waren sie stabil. Die Lebensqualität primär mit SRT behandelter Patienten war nicht beeinträchtigt.Schlussfolgerung:Die SRT bietet eine zusätzliche Option von hoher Effektivität mit geringer Nebenwirkungswahrscheinlichkeit. Das gilt insbesondere für große Tumoren, für morbide Patienten und im Rezidivfall nach inkompletter Resektion.

Fractionated Stereotactic Radiotherapy of Glomus Jugulare Tumors

Background and Purpose:For glomus jugulare tumors, the goal of treatment is microsurgical excision. To minimize postoperative neurologic deficits, stereotactic radiosurgery (SRS) was performed as an alternative treatment option. Stereotactic fractionated radiotherapy (SRT) could be a further alternative. This study aims at the assessment of local control, side effects, and quality of life (QoL).Patients and Methods:Between 1999–2005, 17 patients were treated with SRT. 11/17 underwent previous operations. 6/17 received primary SRT. Treatment was delivered by a linear accelerator with 6-MV photons. Median cumulative dose was 57.0 Gy. Local control, radiologic regression, toxicity, and symptomatology were evaluated half-yearly by clinical examination and MRI scans. QoL was assessed by Short Form-36 (SF-36).Results:Median follow-up was 40 months. Freedom from progression and overall survival for 5 years were 100% and 93.8%. Radiologic regression was seen in 5/16 cases, 11/16 patients were stable. Median tumor shrinkage was 17.9% (p = 0.14). Severe acute toxicity (grade 3–4) or any late toxicity was never seen. Main symptoms improved in 9/16 patients, 7/16 were stable. QoL was not affected in patients receiving primary SRT.Conclusion:SRT offers an additional treatment option of high efficacy with less side effects, especially in cases of large tumors, morbidity, or recurrences after incomplete resections.Hintergrund und Ziel:Standardtherapie von Glomus-jugulare-Tumoren ist die mikrochirurgische Resektion. Zur Vermeidung postoperativer neurologischer Defizite wurde die stereotaktische Radiochirurgie (SRS) als Behandlungsalternative etabliert. Die stereotaktisch-fraktionierte Radiotherapie (SRT) könnte eine weitere Alternative darstellen. Ziel dieser Studie ist die Evaluation der lokalen Kontrolle, Nebenwirkungen und Lebensqualität.Patienten und Methodik:Zwischen 1999 und 2005 wurden 17 Patienten stereotaktisch-fraktioniert bestrahlt. 11/17 waren voroperiert, 6/17 wurden primär bestrahlt. Die Bestrahlung erfolgte mit einem Linearbeschleuniger mit 6-MV-Photonen. Die mediane Gesamtdosis betrug 57,0 Gy. Die lokale Kontrolle, radiologische Regression, Toxizität und Symptomatologie wurden halbjährlich mittels klinischer Untersuchungen und MRT-Kontrollen erfasst. Die Lebensqualität wurde mit dem Fragebogen Short Form-36 (SF-36) evaluiert.Ergebnisse:Die mediane Nachbeobachtungszeit lag bei 40 Monaten. Das 5-Jahres-Gesamtüberleben betrug 93,8%, das progressionsfreie Überleben 100%. Radiologische Regression trat in 5/16 Fällen auf, in 11/16 war der Tumor kontrolliert. Die mediane Tumorschrumpfung betrug 17,9% (p = 0,14). Schwere Akuttoxizität (CTC Grad 3–4) oder jegliche Spättoxizität wurde nicht beobachtet. In 9/16 Fällen konnten die Hauptsymptome gebessert werden, in 7/16 waren sie stabil. Die Lebensqualität primär mit SRT behandelter Patienten war nicht beeinträchtigt.Schlussfolgerung:Die SRT bietet eine zusätzliche Option von hoher Effektivität mit geringer Nebenwirkungswahrscheinlichkeit. Das gilt insbesondere für große Tumoren, für morbide Patienten und im Rezidivfall nach inkompletter Resektion.

New interstitial HDR brachytherapy technique for prostate cancer: CT based 3D planning after transrectal implantation

We have developed a new interstitial HDR brachytherapy technique for the treatment of prostate cancer using CT based 3D planning after transrectal implantation of four non-parallel needles. CT based needle reconstruction, target definition, evaluation and documentation, including DVHs and 3D imaging, is a feasible, safe and well tolerated treatment concept.

3D Interstitial HDR Brachytherapy Combined with 3D External Beam Radiotherapy and Androgen Deprivation for Prostate Cancer Preliminary Results

Background: Evaluation of feasibility, tolerance and efficiency for a new 3D interstitial HDR brachytherapy technique combined with 3D external beam radiotherapy and androgen deprivation for prostate cancer. Patients and Methods: Between January 1997 and August 1998 we treated 35 patients with Stage cT1–3 N0 M0 prostate cancer. Thirty-two patients with a follow-up of 12 to 28 months (median: 18 months) were evaluated. After ultrasound-guided transrectal implantation of 4 non-parallel needles, CT based 3D brachytherapy treatment planning (“Offenbach system”) was performed. All patients received 4 fractions brachytherapy using a fractional dose of 5 or 7 Gy. Time between each fraction was 14 days. After brachytherapy 3D external irradiation followed up to 39.6 or 45.0 Gy. All patients received androgen deprivation, starting 2 to 19 months before brachytherapy, ending 3 months after 3D external radiotherapy. Results: Posttreatment PSA levels dropped to < 1.5 ng/ml in 29/32 patients (91%). In 25 patients PSA levels were < 0.5 ng/ml, in 4 patients 0.5 to 1.5 ng/ml. In 2 patients we noted biochemical relapse. Transrectal implantation was very well tolerated. Grade 3 acute urinary toxicity occurred in 1 patient. We noted no Grade 2 or higher acute gastrointestinal toxicity. One patient developed a Grade 3 late urinary toxicity. No patient showed late gastrointestinal side effects. All 140 dose-volume histograms for 3D HDR brachytherapy were analyzed. Conclusions: The new 3D HDR brachytherapy technique, combined with 3D external irradiation and androgen deprivation, is a feasible, so far well tolerated and effective treatment in the short-time follow-up of median 18 months.Hintergrund: Auswertung der Praktikabilität, Verträglichkeit und Effektivität einer neuen interstitiellen 3D-HDR-Brachytherapie-Technik, kombiniert mit externer 3D-Radiotherapie und Androgendeprivation beim Prostatakarzinom. Patienten und Methoden: Von Januar 1997 bis August 1998 behandelten wir 35 Patienten mit Prostatakarzinomen im Stadium cT1–3 N0 M0. Die Daten von 32 Patienten mit einer Nachbeobachtungszeit von zwölf bis 28 Monaten (median: 18 Monate) wurden ausgewertet. Nach ultraschallgesteuerter transrektaler Implantation von vier nicht parallelen Nadeln erfolgte die CT-gestützte 3D-Brachytherapie-Planung (“Offenbach-System”). Alle Patienten erhielten vier Fraktionen der 3D-Brachytherapie mit einer Einzeldosis von 5 oder 7 Gy im Abstand von jeweils 14 Tagen. Anschließend erfolgte die externe 3D-Radiotherapie bis 39,6 oder 45,0 Gy. Alle Patienten erhielten zusätzlich eine Androgendeprivation, die zwei bis 19 Monate vor der Brachytherapie eingeleitet und drei Monate nach Abschluss der externen Radiotherapie abgesetzt wurde. Ergebnisse: Bei 29/32 Patienten (91%) sank der posttherapeutische PSA-Wert unter 1,5 ng/ml, davon bei 25 Patienten auf unter 0,5 ng/ml, bei vier Patienten auf 0,5 bis 1,5 ng/ml. Zwei Patienten entwickelten ein biochemisches Rezidiv. Die transrektale Implantation wurde sehr gut toleriert. Ein Patient entwickelte akute Grad-3-Toxizitäten des Harntraktes, kein Patient akute gastrointestinale Nebenwirkungen größer als Grad 1. Eine Grad-3-Spättoxizität des Harntraktes zeigte ein Patient, gastrointestinale Spättoxizitäten entwickelte kein Patient. Alle 140 Dosis-Volumen-Histogramme der 3D-HDR-Brachytherapie wurden ausgewertet. Schlussfolgerung: Die neue 3D-HDR-Brachytherapie-Technik, kombiniert mit externer 3D-Radiotherapie und Androgendeprivation, stellt eine praktikable, bisher gut verträgliche und effektive Therapiemodalität nach Kurzzeitnachbeobachtung von median 18 Monaten dar.

Palliative interstitial HDR brachytherapy for recurrent rectal cancer. Implantation techniques and results.

Purpose: To report the methods and clinical results of CT-based interstitial high-dose-rate (HDR) brachytherapy procedures for the palliative treatment of recurrent rectal cancer. Patients and Methods: A total of 44 brachytherapy implants were performed in 38 patients. CT-guided catheter implants were performed in 34 patients under local anesthesia and sedation, and four patients were implanted intraoperatively. Of 40 CT-guided implants, 20 were done using metallic needles introduced via the sacrum and 20 were transperineal implants of plastic tubes in the presacral region. Postimplant CT scans were used for three-dimensional (3-D) conformal brachytherapy planning. Patients implanted with metallic needles were given a single fraction of 10–15 Gy using HDR 192Ir, and those who received transperineal implants of plastic catheters were given fractionated brachytherapy, 5 Gy twice daily to a total dose of 30–40 Gy. The median tumor volume was 225 cm3 with a range of 41–2,103 cm3. Results: After a median follow-up of 23.4 months, a total of 13/38 patients were alive. The median postbrachytherapy survival was 15 months with 18 of the 25 deaths due to distant metastases. Tumor response was as follows: 6/38 partial remission, 28/38 stable disease, and 4/38 local progression. A planning target volume (PTV) coverage > 85% was achieved in 42/44 implants. The treatment was well tolerated, and no acute complications were observed. One patient developed a fistula after 8 months. Pain relief was recorded in 34 patients (89.5%), and the median duration of this palliative effect was 5 months with a range of 1–13 months. Conclusions: Interstitial HDR brachytherapy is a valuable tool for the delivery of high doses and achieves effective palliation in recurrent rectal carcinoma.Zielsetzung: Beschreibung der Implantationstechniken und Ergebnisse der interstitiellen Brachytherapie in der Behandlung von Rektumkarzinomrezidiven. Patienten und Methodik: Es wurden 44 interstitielle Behandlungen bei 38 Patienten mit einem Rektumkarzinomrezidiv durchgeführt. Bei vier Patienten wurden die Afterloading-Applikatoren intraoperativ platziert. 40 CT-gesteuerte Katheterimplantationen erfolgten bei 34 Patienten unter örtlicher Betäubung und Sedierung. Zwei CT-gesteuerte Techniken wurden angewandt: Von 40 Applikationen wurden 20 als Metallnadeln über das Sakrum (transsakrale Technik) und 20 als Kunststoffkatheter transperineal in die präsakrale Region eingeführt (transperineale Technik). Für die dreidimensionale Brachytherapieplanung schloss sich die Erstellung einer Computertomographie an. Patienten mit Metallnadelimplantaten wurde eine Einzeldosis von 10–15 Gy im High-Dose-Rate-(HDR-)Verfahren (192Ir) appliziert, während jene mit transperinealen Kunststoffimplantaten eine fraktionierte Brachytherapie erhielten (zweimal täglich 5 Gy bis zu einer Gesamtdosis von 30–40 Gy). Das mediane Tumorvolumen betrug 225 cm3 (41–2103 cm3). Ergebnisse: Nach einer medianen Nachbeobachtungszeit von 23,4 Monaten waren 13 von 38 Patienten noch am Leben. Die mediane Überlebenszeit nach der Brachytherapie betrug 15 Monate. 18 der 25 Todesfälle waren Folge der Fernmetastasierung. 6/38 zeigten in der bildgebenden Verlaufsbeobachtung eine partielle Remission und 28/38 “stable disease”. Eine lokale Tumorprogression wurde bei 4/38 Patienten festgestellt. Eine Zielvolumenabdeckung > 85% konnte bei 42 von 44 Bestrahlungsplanungen erzielt werden. Die Behandlung wurde gut vertragen. Akute Komplikationen traten nicht auf. Ein Patient entwickelte 8 Monate nach erfolgter interstitieller HDR-Brachytherapie eine Fistel. Eine Schmerzreduktion gelang bei 34 Patienten (89,5%), die mediane Dauer dieses palliativen Effekts betrug 5 Monate (1–13 Monate). Schlussfolgerungen: Die interstitielle HDR-Brachytherapie ist ein wertvolles Instrument zur Verabreichung hoher lokaler Strahlendosen und erzielt eine effektive Palliation bei Patienten mit nicht kurativ operablem Rektumkarzinomrezidiv.

Advantage of Robotic Needle Placement on a Prostate Model in HDR Brachytherapy

Purpose:To compare the accuracy of the robot-assisted needle positioning with that of the conventional template-guided method with the help of a prostate model in high dose rate (HDR) brachytherapy.Materials and Methods:A prostate model of fresh porcine abdomen and special polyvinylchloride (PVC) sheets was developed. To verify the model, deviations from 311 needle placements of real prostate implants were analyzed. Second, the accuracy of the template-guided positioning versus robot-assisted positioning was measured with 20 needle insertions in the model. For robot-assisted positioning, different velocities (2.7, 5.4, 9.8 mm/s) of needle insertion were investigated.Results:The average needle positioning accuracies of manual template guidance on the model closely resembled those of real patients (approximately 3 mm). The average needle positioning accuracy for the robot-assisted method on the prostate model was 1.8 ± 0.6 mm, at a velocity of 2.7 mm/s and, in comparison to the template-guided method (2.7 ± 0.7 mm), was statistically more precise (p < 0.001). At higher robotic velocities, the measured needle positioning accuracy showed no significant difference from that of the manual insertion procedure.Conclusion:By employing a prostate model, we showed for the first time that robot-assisted needle placement for HDR brachy-therapy is significantly more precise than the conventional method at a velocity of 2.7 mm/s. The robot-assisted needle positioning technique improves the degree of freedom by providing additional oblique insertion channels and could be potentially exploited not only for LDR but also for HDR brachytherapy.Fragestellung:Ziel der Arbeit ist der Vergleich der Genauigkeit der Roboter-assistierten mit der Template-gestützten Nadelpositionierung am Prostatamodell.Material und Methode:Für die Messung wurde ein Prostatamodell aus frischem Schweinebauch und speziellen PVC-Folien entwickelt. Zur Verifikation des Modells wurde die Genauigkeit der interstitiellen Template-gestützten Nadelpositionierung von 311 Nadeln, die im Rahmen einer HDR-Brachytherapie positioniert wurden, anhand von Ultraschallbildern ermittelt. Danach erfolgte die Messung der Genauigkeit von jeweils 20 Roboter-assistierten Nadelpositionierung mit den Geschwindigkeiten 2,7/5,4/9,8 mm/s und 20 Template-gestützten Nadelpositionierung am Prostatamodell.Ergebnisse:Die mittlere Nadelpositionierungsgenauigkeit der manuellen Template-gestützten Nadelapplikation am Modell war mit der Genauigkeit am realen Patienten vergleichbar (≈3mm). Die mittlere Nadelpositionierungsgenauigkeit der Roboter-gestützten Methode am Prostatamodell war mit 1,8 ± 0,6 mm (Geschwindigkeit 2,7 mm/s) signifikant besser als die Template-gestützte manuelle Applikation mit 2.7 ± 0.7 mm. Bei höheren Geschwindigkeiten für die Roboter-gestützte Applikation konnte kein Unterschied in der Positionierungsgenauigkeit im Vergleich zu der manuellen Methode nachgewiesen werden.Schlussfolgerung:Die von uns durchgeführte Studie zeigt erstmals einen signifikanten Vorteil der Roboter-gestützten Nadelapplikation bei einer Geschwindigkeit von 2,7 mm/s gegenüber der konventionellen Methode am Prostatamodell. Die Roboter-gestützte Nadelapplikation ermöglicht auch schräge Einstichkanäle und erhöht dadurch die Freiheitsgrade der Nadelpositionierung, daher ist sie für die LDR- und auch für die HDR-Brachytherapie sinnvoll.

Palliative Interstitial HDR Brachytherapy for Recurrent Rectal Cancer

Purpose: To report the methods and clinical results of CT-based interstitial high-dose-rate (HDR) brachytherapy procedures for the palliative treatment of recurrent rectal cancer. Patients and Methods: A total of 44 brachytherapy implants were performed in 38 patients. CT-guided catheter implants were performed in 34 patients under local anesthesia and sedation, and four patients were implanted intraoperatively. Of 40 CT-guided implants, 20 were done using metallic needles introduced via the sacrum and 20 were transperineal implants of plastic tubes in the presacral region. Postimplant CT scans were used for three-dimensional (3-D) conformal brachytherapy planning. Patients implanted with metallic needles were given a single fraction of 10–15 Gy using HDR 192Ir, and those who received transperineal implants of plastic catheters were given fractionated brachytherapy, 5 Gy twice daily to a total dose of 30–40 Gy. The median tumor volume was 225 cm3 with a range of 41–2,103 cm3. Results: After a median follow-up of 23.4 months, a total of 13/38 patients were alive. The median postbrachytherapy survival was 15 months with 18 of the 25 deaths due to distant metastases. Tumor response was as follows: 6/38 partial remission, 28/38 stable disease, and 4/38 local progression. A planning target volume (PTV) coverage > 85% was achieved in 42/44 implants. The treatment was well tolerated, and no acute complications were observed. One patient developed a fistula after 8 months. Pain relief was recorded in 34 patients (89.5%), and the median duration of this palliative effect was 5 months with a range of 1–13 months. Conclusions: Interstitial HDR brachytherapy is a valuable tool for the delivery of high doses and achieves effective palliation in recurrent rectal carcinoma.Zielsetzung: Beschreibung der Implantationstechniken und Ergebnisse der interstitiellen Brachytherapie in der Behandlung von Rektumkarzinomrezidiven. Patienten und Methodik: Es wurden 44 interstitielle Behandlungen bei 38 Patienten mit einem Rektumkarzinomrezidiv durchgeführt. Bei vier Patienten wurden die Afterloading-Applikatoren intraoperativ platziert. 40 CT-gesteuerte Katheterimplantationen erfolgten bei 34 Patienten unter örtlicher Betäubung und Sedierung. Zwei CT-gesteuerte Techniken wurden angewandt: Von 40 Applikationen wurden 20 als Metallnadeln über das Sakrum (transsakrale Technik) und 20 als Kunststoffkatheter transperineal in die präsakrale Region eingeführt (transperineale Technik). Für die dreidimensionale Brachytherapieplanung schloss sich die Erstellung einer Computertomographie an. Patienten mit Metallnadelimplantaten wurde eine Einzeldosis von 10–15 Gy im High-Dose-Rate-(HDR-)Verfahren (192Ir) appliziert, während jene mit transperinealen Kunststoffimplantaten eine fraktionierte Brachytherapie erhielten (zweimal täglich 5 Gy bis zu einer Gesamtdosis von 30–40 Gy). Das mediane Tumorvolumen betrug 225 cm3 (41–2103 cm3). Ergebnisse: Nach einer medianen Nachbeobachtungszeit von 23,4 Monaten waren 13 von 38 Patienten noch am Leben. Die mediane Überlebenszeit nach der Brachytherapie betrug 15 Monate. 18 der 25 Todesfälle waren Folge der Fernmetastasierung. 6/38 zeigten in der bildgebenden Verlaufsbeobachtung eine partielle Remission und 28/38 “stable disease”. Eine lokale Tumorprogression wurde bei 4/38 Patienten festgestellt. Eine Zielvolumenabdeckung > 85% konnte bei 42 von 44 Bestrahlungsplanungen erzielt werden. Die Behandlung wurde gut vertragen. Akute Komplikationen traten nicht auf. Ein Patient entwickelte 8 Monate nach erfolgter interstitieller HDR-Brachytherapie eine Fistel. Eine Schmerzreduktion gelang bei 34 Patienten (89,5%), die mediane Dauer dieses palliativen Effekts betrug 5 Monate (1–13 Monate). Schlussfolgerungen: Die interstitielle HDR-Brachytherapie ist ein wertvolles Instrument zur Verabreichung hoher lokaler Strahlendosen und erzielt eine effektive Palliation bei Patienten mit nicht kurativ operablem Rektumkarzinomrezidiv.

Reconstruction and navigation system for intraoperative brachytherapy using the flab technique for colorectal tumor bed irradiation.

PURPOSE To present the development of a new navigation and reconstruction system based on an electromagnetic free-hand tracker and on CT imaging for treatment planning of intraoperative high-dose-rate brachytherapy (IORT-HDRB) in the sacral region. Our aim is to improve accuracy and to enable individualized treatment planning and dose documentation to be performed for IORT-HDRB using a flab technique. METHODS AND MATERIALS The material consists of an electromagnetic 3D tracker system, a PC workstation with Microsoft Windows NT 4.0 operating system, and a recognition program for continuous speech. In addition, we designed an external reference system constructed of titanium and Perspex, which is positioned in the pelvis, and a special digitizer pen for reconstruction of the flab geometry. The flab design incorporates a series of silicon 10-mm-diameter spherical pellets. Measurements were made with a pelvic phantom in order to study the accuracy of the system. The reconstruction results are stored and can be exported via network or floppy to our different treatment planning systems. RESULTS Our results for the reconstruction of a flab with six catheters and a total of 100 spherical pellets give mean errors in the range (2.5 +/- 0.6) mm to (3.5 +/- 0.8) mm depending on the positions of the pelvic phantom and transmitter relative to the operation table. These errors are calculated by comparing the reconstruction results of our system with those using a CT-based reconstruction of the flab geometry. For the accuracy of the navigation system for the pelvic phantom, we obtained mean errors in the range (2.2 +/- 0.7) mm to (3. 1 +/- 1.0) mm. CONCLUSIONS The new system we have developed enables navigation and reconstruction within the surgical environment with a clinically acceptable level of accuracy. It offers the possibility of individualized treatment planning and effective documentation of the 3D dose distribution in IORT-HDRB using a flab technique.