PLoS ONE: Muligheden for tomotherapy-Based Image-Guided Strålebehandling til Reducer Aspiration Risiko i patienter med ikke-Larynx og ikke-Pharyngeal hoved- og halscancer

Abstrakt

Formål

Formålet med undersøgelsen er at vurdere mulighederne for tomotherapy-baserede image-guided strålebehandling (IGRT) for at reducere aspiration risikoen hos patienter med ikke-strube og ikke-hypopharyngeal kræft. En retrospektiv gennemgang af 48 patienter, der gennemgår stråling for ikke-strube og ikke-hypopharyngeal hoved og hals kræft blev gennemført. Alle patienter havde en modificeret barium swallow (MBS) før behandling, som blev gentaget en måned efter strålebehandling. Mean midten og ringere svælg dosis blev registreret og korreleret med MBS resultater til at bestemme aspiration risiko.

Resultater

Mean svælg dosis var 23,2 Gy for hele gruppen. To patienter (4,2%) udviklede spor aspiration efter strålebehandling, der løses med at synke terapi. Ved en median opfølgning på 19 måneder (1-48 måneder), alle patienter var i stand til at genoptage normal oral fodring uden aspiration.

Konklusion og kliniske relevans

IGRT kan reducere aspiration risikoen ved at nedsætte den gennemsnitlige pharyngeal dosis i nærvær af store cervikale lymfeknuder. Yderligere prospektive studier med IGRT bør udføres hos patienter med ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal hoved og hals kræft at verificere denne hypotese

Henvisning:. Nguyen NP, Smith-Raymond L, Vinh-Hung V, Vos P , Davis R, Desai A, et al. (2013) Muligheden for tomotherapy-Based Image-Guided Strålebehandling til Reducer Aspiration Risiko i patienter med ikke-Larynx og ikke-Pharyngeal hoved- og halscancer. PLoS ONE 8 (3): e56290. doi: 10,1371 /journal.pone.0056290

Redaktør: Chin-Tu Chen, The University of Chicago, USA

Modtaget: Juli 21, 2012; Accepteret: 11 januar 2013; Udgivet: 7 mar 2013

Copyright: © 2013 Nguyen et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

Dysfagi og aspiration er fælles efter strålebehandling for hoved og halscancer [1]. Aspiration er potentielt livstruende, da hoste refleks kan være fraværende eller ineffektiv følgende hoved- og halscancer strålebehandling. Hoved og hals kræft overlevende med kronisk aspiration efter behandling kan udvikle angst og depression på grund af social isolation, hvilket kan alvorligt påvirke deres livskvalitet. Nylige undersøgelser tyder på en korrelation mellem strålingsdosis svælg konstriktor muskler og risikoen for sondeernæring afhængighed efter hoved og hals strålebehandling [2], [3]. Nye strålebehandling teknikker såsom intensitet-moduleret strålebehandling (imrt) nedsætte dysfagi sværhedsgrad og behovet for gastrostomi rør på grund af nedsat strålingsdosis kritiske strukturer til at synke. Nogle institutioner går ind afskærmning strubehovedet separat med en midterlinjen blok i split-feltet (SF) IMRT teknik til at reducere strålingsdosis til strubehovedet og den midterste og ringere konstriktor muskler [4]. Da aspiration øges, pharyngeal dosis, bør forekomsten af ​​aspiration reduceres følgende hoved- og halscancer behandling i dem, der har en nedsat dosis til denne region. Men i nærværelse af cervikale lymfeknuder, en mid-line larynx blok kan under-dosere cervikale lymfeknuder tæt på strubehovedet, hvilket fører til regionale gentagelser [5]. Whole-felt (WF) IMRT er ofte anbefalet i tilstedeværelse af cervikale lymfeknuder for at sikre tilstrækkelig dækning mål [6]. Men undersøgelser har vist, WF-IMRT at levere højere larynx og svælg strålingsdosis, der fører til unødvendige komplikationer såsom larynx ødem og aspiration. I en tidligere dosimetrisk undersøgelse, der sammenligner WF-IMRT til tomotherapy-baserede image-guided strålebehandling (IGRT), havde vi vist, at IGRT betydeligt kan reducere strubehovedet, mellemledere og ringere svælg doser i ikke-strube og ikke-hypopharyngeal kræft uden at kompromittere target-dækning [7]. Den dosimetrisk fordel IGRT at skåne larynxødem korreleret med en signifikant reduktion i forekomsten af ​​alvorlige larynx ødem og forbedring i kvaliteten af ​​stemmen hos patienter behandlet med IGRT [8]. Den nuværende retrospektiv undersøgelse blev udført for at bestemme, om lave strålingsdoser til disse synke strukturer kunne nedsætte aspiration sats i denne undergruppe af patienter med hoved- og halscancer så godt.

Materialer og metoder

Den medicinske registreringer af 48 patienter, der gennemgår spiralformet tomotherapy-baserede IGRT for hoved- og halscancer i ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal sites ved University of Arizona Department of Radiation Oncology blev retrospektivt revideret efter institutionelle review board (IRB) godkendelse. The University of Arizona IRB frafaldes patienten krav om samtykke på grund af den tilbagevirkende kraft af denne undersøgelse, der var begrænset til patientens chart anmeldelser. Larynx og hypopharyngeal kræftformer blev udelukket fra undersøgelsen, fordi de er forbundet med en høj grad af aspiration ved diagnose [9]. Forud for behandling blev hver patient simuleret i rygleje med et hoved og hals Aquaplast maske til behandling immobilisering. En computertomografi (CT) scanning med og uden intravenøs (IV) kontrast til planlægning behandling blev udført i behandlingen position. Områderne hoved og hals fra toppunktet til midten brystkasse blev skitseret med en skive tykkelse på 3 mm. CT-scanning med IV kontrast blev ansat til at forbedre target volumen afgrænsning. Strålebehandling planlægning blev udført på CT-scanning uden kontrast for at undgå mulig interferens kontrast tæthed på strålebehandling isodosiskonturer distributioner. Diagnostisk positronemitterende tomografi (PET) -CT scan billeddannelse blev også indarbejdet med CT planlægning, når de foreligger. En 0,5 cm bolus blev placeret på ethvert område af den pågældende af tumor og om eventuelle håndgribelig cervikale lymfeknuder hud. Normale organer med risiko for komplikationer blev skitseret for planlægning behandling, herunder rygmarven, hjernestammen, cochlea, underkæben, parotideale kirtler, strubehoved, svælg muskler, øjne, og mundhulen. Tumoren og groft forstørrede lymfeknuder på CT-scanning (CTV1) med en margin (PTV1) blev behandlet til 70 Gy i 35 fraktioner (2 Gy /fraktion). Marginalerne var 0,5-1 cm omkredsen omkring CTV1 afhængigt af anatomiske placering. Områderne med høj risiko (PTV2) blev defineret som mindst 1 cm rundt om brutto tumor og patologiske cervikale lymfeknuder. Områderne ved lav risiko (PTV3) blev defineret som de subkliniske regionale lymfeknuder med 0,5 cm margener langs omkredsen. PTV2 og PTV 3 blev behandlet til 63 Gy og 56 Gy i 35 fraktioner henholdsvis. Patienter i postoperativ strålebehandling blev behandlet til 66 Gy, 59,4 Gy, og 54 Gy i 33 fraktioner til PTV1, PTV2, og PTV3 hhv. Minimal mål dækning var 95% for alle mål med mindst 99% af den foreskrevne dosis leveret til 100% af PTV1. De lymfeknuder i ipsilaterale hals, herunder de retropharyngeale lymfeknuder, blev behandlet til bunden af ​​kraniet, hvis der var nogen cervikal lymfeknude udvidelsen eller PET – positive lymfeknuder. Kontralaterale ikke-involverede lymfeknuder blev behandlet profylaktisk med C1 hvirvellegemet af øverste grænse strålefeltet.

For bilateral cervical lymfeknudeinvolvering begge halse blev behandlet til bunden af ​​kraniet for at undgå enhver marginal misses. Betyder dosis for parotideale blev holdt under 2600 cGy hvis der ikke var ipsilaterale cervikal lymfeknude udvidelsen. Dosis begrænsninger for andre normale organer i fare (OAR) blev: rygmarven (45 Gy), hjernestammen (50 Gy), optisk chiasm (45 Gy), underkæbe (70 Gy til mindre end 30% af underkæben). Doser til larynx og svælg muskler til ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal kræftformer blev holdt mellem 20-40 Gy hvis det er muligt, da det er vores strenge politik, at alle PTV mål bør være dækket af mindst målet dosis 95%. Strubehovedet og svælg muskler blev kontureret fra hyoidbenet (superior grænse) til cricoid brusk (ringere grænse) efter samråd med en radiolog. De svælg muskler skitseret omfattede de midterste og ringere svælg kvælerslanger muskler efter de retningslinjer udarbejdet af Eisbruch et al [10].

strubehovedet og svælg muskler ville have været effektivt afskærmet mod stråling med en larynx blok i den konventionelle supraclavicular felt i SF -IMRT teknik [4].

det er vores anbefaling, at alle patienter med hoved- og halscancer i vores institution har en modificeret barium svale (MBS) umiddelbart før strålebehandling at udelukke tavse aspiration. Den MBS blev udført på Institut for Speech Patologi ved tale patologer, der var blindet til patientens kræft scene. de var imidlertid instrueret, at disse patienter var i fare for aspiration. Patienter med påvist aspiration om MBS, der var planlagt til at gennemgå samtidig chemoradiation havde perkutan gastrostomi (PEG) rør placering i forventning om alvorligt vægttab fra mucositis. Gentag MBS blev udført fire til seks uger efter behandlingen er afsluttet for at vurdere risiko for aspiration. Selv om nogle patienter fortsatte med at opleve mucositis på fire uger efter chemoradiation, kan overdreven fibrose nedsætte virkningen af ​​synke terapi hvis MBS blev forsinket [11]. Indtagelse terapi og PEG rør fodringer blev anbefalet til patienter, som udviklede aspiration efter strålebehandling. Patienter med alvorlig vægttab under behandling fortsatte også med PEG rør fodringer. Alle patienter havde PET-CT scanninger fire og ti måneder efter afslutningen af ​​behandlingen i tillæg til regelmæssig opfølgning bestående af fysisk eksamen og nasopharyngoscopy hvis indiceret. PEG rør blev fjernet, hvis der ikke var bevis for aspiration på efter-behandling MBS, ingen tegn på sygdom på PET-CT scanning efter behandling, og hvis patienten havde genvundet fra enhver behandlingsrelateret vægttab.

Patienter med loco-regional tilbagefald gennemgik kirurgisk bjærgning, og PEG røret blev ikke fjernet i forventning om svær dysfagi indlæg -surgery. Alle patienter blev overvåget af et team af erfarne diætister til at vurdere deres ernæringsmæssige needsfollowing behandling. Tilstedeværelsen eller fraværet af dysfagi, fortsatte vægttab, og andre parametre såsom total protein, albumin, og præ-albumin blev taget i betragtning, inden beslutningen om at fjerne PEG røret selv i fravær af aspiration blev lavet.

Resultater

Blandt 170 patienter med hoved- og halscancer behandlet på University of Arizona Department of Radiation Oncology 2007-2012, vi identificeret 48 patienter med ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal kræftformer, der havde både MBS umiddelbart før og efter strålebehandling. De udvalgte afse aspiration patienter observeret på MBS før strålebehandling, selv om de kan have oplevet unormal synkning på grund af cancer og /eller tidligere operation. Median alder ved diagnose var 57 år (spændvidde: 25-83 år). Fyrre-fire var mænd og fire var kvinder. Sygdomsstedet fordeling var: oropharynx (24), mundhulen (12), parotideale (4), ukendt (2), nasopharynx (3), maxillary sinus (2) og hals gentagelse (1). De to patienter, der havde en ukendt primær havde også submental lymfeknudemetastaser, der var operativt fjernede. I begge tilfælde blev det primære formodes at være en okkult mundhule læsion og strubehovedet var ikke medtaget i strålebehandling felter. De tre patienter, der havde en parotis primær havde også cervikale lymfeknudemetastaser kræver bilateral hals bestråling. En patient havde lokalt avanceret maxillary sinus kræft, som invaderet i kinden og også påkrævet bilateral hals bestråling. En anden patient havde lokalt avancerede maxillary sinus kræft og grove lymfeknuder metastaser i venstre nakken. Opdeling efter fase viste en etape I, seks fase II, 13 fase III, 16 fase IVA, ti trin IVB, en etape IVC, og en patient med recidiv.

Definitive samtidige chemoradiation blev leveret til otteogtyve patienter . Tretten patienter modtog postoperativ chemoradiation, fire patienter havde postoperativ strålebehandling alene, og tre patienter havde endelig strålebehandling alene.

Indikationer for postoperativ chemoradiation var positive eller tætte marginer efter operation eller ekstrakapsulær lymfeknude forlængelse. Tabel 1 opsummerer de patientkarakteristika.

Den gennemsnitlige svælg dosis var 23,2 Gy (15,4-54 Gy) for hele gruppen. De mest almindelige abnormiteter observeret på forbehandling MBS blev nedsat transit i den mundtlige fase (5 patienter), samle i Vallecula (9 patienter) og nedsat larynx elevation i svælg fase synke (3 patienter). Efter strålebehandling, to patienter (4,6%) udviklede spor aspiration, som løses med at synke terapi. Mean pharyngeal dosis var 17,8 Gy og 19,3 Gy for de to patienter med aspiration. De mest almindelige abnormiteter observeret på efter behandling MBS blev nedsat transit eller reststoffer i den mundtlige fase (9 patienter), nedsat larynx elevation (4 patienter), reducerede base af tungen sammentrækning (8 patienter), reducerede epiglottiske inversion (4 patienter), og samle i Vallecula (13 patienter). Ingen patienter udviklede aspirationspneumoni efter behandling.

Ved en median opfølgning på 19 måneder (1-48 måneder), alle patienter var i stand til at genoptage normale orale fodringer uden aspiration. Blandt de 38 patienter, der havde profylaktisk PEG rør placering for chemoradiation (tre faldt rør placering), tre forblev afhængig af PEG rør fodringer på grund af alvorligt vægttab, to var i stand til at genoptage orale fodringer men deres PEG rør blev holdt på grund af den korte follow -up (tre måneder), og en patient havde alvorlige dysgueusia og fortsatte rør fodringer selv om han ikke havde nogen dysfagi. De andre 32 patienter havde deres PEG rør fjernet fire til 10 måneder efter behandling. Den forsinkede fjerne PEG rør blev anbefalet af diætister at sikre, at patienterne opnåede deres ideelle kropsvægt på grund af den alvorlige vægttab og /eller kronisk dysgueusia som forhindrede patienten i at få tilstrækkelig ernæring. De tre patienter, der faldt profylaktisk PEG rør placering ikke behøvede at gennemgå rør fodringer under eller efter behandling.

Diskussion

Så vidt vi ved, på trods af den relativt lille antal patienter, dette er den første undersøgelse for at rapportere aspiration sats efter et svælg muskulatur-besparende IGRT teknik. Ingen patienter i undersøgelsen havde aspiration på kræft diagnose. Således forekomsten af ​​aspiration efter radioterapi var afhængig af stråledosis leveres til synkning strukturer. Alle patienter havde WF-IGRT med det mål at begrænse svælg dosis. Vi brugte WF-IGRT teknik i undersøgelsen at give tilstrækkelig levering dosis til den lave hals i nærværelse af cervikale node metastaser og at reducere risikoen for lav hals tilbagefald associeret med en split felt teknik [5]. Mutliple undersøgelser har korreleret strålingsdosis svælg muskler til tilstedeværelsen af ​​svær dysfagi og /eller aspiration. Fua et al [12] brugte Common Toxicity Criteria (CTC) skalere til lønklasse sværhedsgraden af ​​dysfagi efter WF-IMRT og SF-IMRT for nasopharyngeale kræftformer. Patienter, som havde CTC grad 3 krævede rør fodringer. Den WF-IMRT var forbundet med en højere dosis til svælg muskler og svær dysfagi. Svær dysfagi og langvarige rør fodringer blev rapporteret oftere i WF-IMRT kohorte (gennemsnitlig svælg dosis 55,2 Gy) i forhold til SF-IMRT gruppe (gennemsnitlig svælg dosis 27,2 Gy). Den tilsvarende gennemsnitlige tid til indsættelse af tilførselsrøret var 36 dage og 38 dage henholdsvis. Den gennemsnitlige pharyngeal dosis i vores undersøgelse var 23,2 Gy, svarende til SF-imrt. I en anden undersøgelse, Caglar et al [3] undersøgte risikoen aspiration efter WF-IMRT af 96 patienter med hoved- og halscancer af alle anatomiske steder, herunder larynx og hypopharyngeal kræftformer (18%). MBS blev udført fire til seks uger efter behandling. Der var ingen forbehandling MBS. Således kunne forekomsten af ​​tavse aspiration forbehandling ikke vurderes i en population af patienter, hvilket kan være i en høj risiko for aspiration på grund af tumor subsites inkluderet i undersøgelsen. Aspiration blev vurderet i henhold til den Indtagelse Ydeevne Scale (minimal aspiration: klasse 5, svær aspiration: klasse 6-7). Efter behandling, 32% af patienterne udviklede grad 5-7 aspiration. Det var uklart, hvor mange patienter udviklede lønklasse 5 aspiration. en høj aspiration rate blev imidlertid observeret, når strålingsdosis ringere svælg muskler oversteg 52 Gy. Høj dosis til svælg muskler var forbundet med WF-IMRT og inddragelse af patienter med larynx og hypopharyngeal kræftformer. Således metode udført af Caglar et al var meget lig vores undersøgelse, fordi synke undersøgelse blev udført fire til seks uger efter behandlingen. Vi skelner ikke mellem minimal og svær aspiration, fordi vores mål var at korrelere aspiration sats og stråledosis til svælg muskler. demonstrerede dog, at IGRT i kraft af sin hurtige dosis fall-off sammenlignet med WF-imrt signifikant kan reducere pharyngeal muskel dosis selv i nærvær af cervikal lymfeknudeinvolvering og kan reducere aspiration risikoen væsentligt. Figur 1 og 2 illustrerede evne IGRT at skåne strubehovedet og svælget fra en høj strålingsdosis, selvom de involverede hosliggende cervikale lymfeknuder blev behandlet en helbredende dosis af stråling. Nguyen et al [13] for nylig rapporteret fremragende regionale kontrol hos patienter med hoved- og halscancer behandlet med WF-IGRT i overværelse af cervikale lymfeknuder. Kun én ud af 76 patienter med enten ensidige eller bilaterale cervikal lymfeknuder udviklet regionale gentagelser. I en anden undersøgelse korrelerer MBS før og tre måneder efter, at WF-IMRT for svælg (31) og nasopharyngeal (5) kræft, aspiration sats var 47% på tre måneder efter behandlingen [14]. Gennemsnitlig dosis til svælg kvælerslanger var 64 Gy. Alle patienter, som udviklede aspiration modtaget mere end 60 Gy til svælg kvælerslanger. To andre undersøgelser bekræftede også sammenhængen mellem høj stråledosis til svælg muskler og dysfagi tre måneder og 20 måneder efter behandling [15], [16]. Tabel 2 opsummerer disse undersøgelser korrelerer dysfagi og aspiration med svælget muskel dosis.

Trods nærheden af ​​de grove tumor og nakke noder behandlet til 70 Gy, betyder svælg muskel stråledosis var 22,5 Gy. Et split felt intensitet-moduleret strålebehandling teknik til at beskytte strubehovedet og svælg muskler ville have underdosed de rigtige hals noder og grov tumor. Patienten er i kliniske remission to år efter behandling og har ingen problemer med at synke bortset xerostomi som ørespytkirtlen ikke kunne undværes.

Selvom højre hals blev dissekeret og krævede stråling af den kirurgiske seng og ar til 63 Gy, kan de svælg muskler stadig blive sparet mod overdreven dosis stråling. Midterlinjen larynx blok med split felt intensitet-moduleret strålebehandling teknik ville have havde underdosed den kirurgiske ar og område af det kirurgiske seng placeret i umiddelbar nærhed af strubehovedet og brutto lymfeknuder på venstre side. Patienten er i remission 13 måneder efter behandling.

I undersøgelser rapporterer aspiration satser efter enten 3D-CRT, SF-IMRT eller WF-IMRT i patienter med ikke-larynx og ikke- hypopharygeal kræftformer, satserne for aspiration varierede fra 6,4 til 54% [17] – [21]. Hvis vi udelukkede studiet af Schwartz et al [20], der brugte SF-IMRT teknik, aspiration varierede fra 16 til 54%. Tabel 3 opsummerer de rapporterede aspiration satser i litteraturen til ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal kræftformer.

Selvom kontrovers stadig eksisterer om hvilke synke strukturer er kritiske og skal sparet for at forhindre en langvarig dysfagi og aspiration, de undersøgelser, rapporterede den mindste mængde af dysfagi og aspiration anvendes teknikker, som effektivt faldt stråledosis til strubehovedet, og mellemledere og ringere svælg konstriktor muskler [12], [20]. Således WF-IGRT, i kraft af sin larynx og svælg muskel besparende sammen med sin nedsat aspiration sats kan være teknikken med valg for ikke-hypopharyngeal og ikke-larynx hoved- og halscancer [8]. Den yderligere fordel ved WF-IGRT er den fremragende regional kontrol i nærværelse af cervikale lymfeknuder på grund af levering af høj dosis til disse strukturer i ansigtet af larynx og svælg muskel sparsom [13].

Vi bør påpege, at synke er en kompleks mekanisme, der pålægger en perfekt koordinering af flere muskler i tungen, pharynx og larynx. Funktionel ændring af nogen af ​​disse strukturer kan medføre dysfagi og aspiration. Reduceret tunge styrke, tunge bund tilbagetrækning, og forsinket larynx forhal lukning var almindeligt observeret efter chemoradiation for hoved- og halskræft [22]. Således kan afskærmning af larynx og pharynx muskler reducere risikoen for aspiration men fuldstændig afskaffelse af aspiration efter strålebehandling ikke kan opnås på grund af høj strålingsdosis til andre synke strukturer, såsom bunden af ​​tungen. Som en illustration af de to patienter i vores undersøgelse, som udviklede spor aspiration efter strålebehandling begge havde betyde svælg dosis mindre end 20 Gy. Men de kræver ikke PEG sondeernæring som deres aspiration løst med at synke terapi. Ved en median opfølgning på 19 måneder, alle undersøgelsens patienter var i stand til at genoptage normal oral fodring uden tegn på aspiration. Langsigtet PEG sondeernæring blev ofte forbundet med dysgueusia, som er almindeligt observeret efter chemoradiation for hoved- og halskræft [23].

De begrænsninger for den foreliggende undersøgelse omfatter retrospektive karakter af undersøgelsen, heterogenitet patientpopulationen og behandlingsmodaliteter, det lille antal patienter, og det faktum, at vi ikke omfatte patienter med larynx eller hypopharyngeal kræft. Men i disse patienter, vil det ikke være muligt at skåne svælg muskler fra overdreven stråling på grund af den tætte nærhed af disse tumor underordnede, som ofte demonstrere invasion af musklerne i lokalt fremskredne stadier. Trods disse forbehold, kan sparsom af svælg muskulatur fra overdreven stråling reducere aspiration sats, og fortjener yderligere undersøgelse. Prospektive studier med et stort antal patienter bør udføres for at vurdere virkningen af ​​WF-IGRT om dysfagi og aspiration hos patienter med hoved-halscancer.

Konklusion

tomotherapy-baserede IGRT kan reducere aspiration sats for ikke-larynx og ikke-hypopharyngeal hoved- og halscancer patienter på grund af den nedsatte svælg muskel dosis. Prospektive undersøgelser bør udføres for at vurdere potentialet af IGRT at reducere behandlingen dysfagi og muligvis forbedre patientens livskvalitet.