Hypophysen- und Nebennieren-Netzwerks e.V. Logo

Gamma Knife Radiochirurgie bei Hypophysenadenomen


Autor: Privat-Dozent Dr. med. Berndt Wowra

Privat-Dozent Dr. med. Berndt Wowra









Privat-Dozent Dr. med. Berndt Wowra

Einleitung

Der Einsatz ionisierender Strahlung zur Behandlung von Hypophysenadenomen erfolgt seit fast 100 Jahren (3). In diesem langen Zeitraum wurde sowohl die medizinisch empirische Basis der Strahlentherapie als auch die hierfür eingesetzte Technologie erheblich weiterentwickelt.

Ein spezieller Aspekt dieses Entwicklungsprozesses betrifft die Einführung eines Koordinatensystems zur gezielten Bestrahlung (Stereotaxie). Dieses Prinzip der Stereotaxie verbunden mit dem Einsatz ionisierender Strahlung wird als Radiochirurgie bezeichnet, insbesondere wenn die Dosis in einer Sitzung appliziert wird.

Das Konzept der Radiochirurgie geht auf das Jahr 1951 zurück, wo es von dem schwedischen Professor der Neurochirurgie, Prof. Lars Leksell, formuliert wurde (7). Von ihm und dem Physiker Börrje Larson wurde gemeinsam der Prototyp des Gamma Knife entwickelt. Lagen ursprünglich funktionelle Indikationen im Interesse von Leksell, so hat sich in den letzten drei Jahrzehnten der Einsatzschwerpunkt des Gamma Knife-Systems zunehmend zu onkologischen Indikationen verlagert. Hierzu zählen auch benigne Tumoren wie Hypophysenadenome.

Bei der radiochirurgischen Behandlung von Hypophysenadenomen mit dem Gamma Knife-System ist die Entwicklung der modernen Bildgebung ein sehr wesentlicher Schritt nach vorne gewesen. Mit CT und noch mehr mit MRT ist es heute möglich, Mikroadenome und kleine Adenomfragmente nach Hypophysenoperation z. B. im Sinus cavernosus zu identifizieren und zu lokalisieren. Im nachfolgenden Text sollen daher die aktuellen Möglichkeiten der Radiochirurgie mit dem Gamma Knife-System bei Hypophysenadenomen beschrieben werden.

Methode und Behandlungsablauf

Die Gamma Knife-Behandlung (Abbildung 1) ist ein ambulantes Verfahren, welches bei der Therapie von Hypophysenadenomen einen zeitlichen Aufwand von etwa fünf Stunden hat. In Lokalanästhesie wird zunächst der stereotaktische Rahmen am Kopf des Patienten befestigt. Dieser Rahmen etabliert ein Koordinatensystem (stereotaktisches Prinzip) in Beziehung auf das Neurokranium des Patienten. Der Rahmen dient darüber hinaus als Lagerungs- und Haltevorrichtung und wird erst am Ende der Behandlung abgenommen. Abbildung Leksell Gamma Knife (Model C)

Abbildung 1: Leksell Gamma Knife (Model C)

Mit dem Rahmen, ergänzt durch spezielle Lokalisierungsphantome, erfolgt die Bildgebung als zweiter methodischer Schritt. Zur Bildgebung gehört ein hoch auflösendes stereotaktisches CT sowie MRT-Aufnahmen in dünner Schichtung einschließlich von Sequenzen mit dynamischer Kontrastmittelapplikation. Die hierbei gewonnenen digitalen Bilddaten werden über ein Netzwerk direkt in den Planungscomputer des Gamma Knife eingelesen.

Die Planungssoftware "Leksell Gamma Plan" entspricht dem aktuellsten Stand der Dosisplanung. Es handelt sich um eine mikrokonformierte 3D-Planung, wobei auch das Prinzip der inversen Dosisplanung berücksichtigt wird (z. B. durch Vorgabe spezifischer Gewebstoleranzen). An erster Stelle ist hier das optische System zu nennen, welches die geringste Strahlentoleranz von nur 8 Gy aufweist. Bei der integrierten Bildanalyse werden Risikoorgane (optisches System, Hypophysengewebe, Nerven des Sinus cavernosus) identifiziert und lokalisiert, sowie auch die Zielstruktur der Behandlung, Adenomfragmente bzw. das Adenom selbst.

In der Regel erfolgen Gamma Knife-Behandlungen ausschließlich als sekundäre Therapie nach Resektion eines Adenoms (2). Primäre Behandlungen sind die Ausnahme, da die Bestrahlung eine deutliche Wirkungslatenz aufweist, so dass die minimal invasive, transnasale Operation heute Therapieverfahren der ersten Wahl ist. Meist wird ein größeres Adenomfragment im Bereich der Sellawand oder im Sinus cavernosus mit dem Gamma Knife zu behandeln sein (Abbildung 2). Manchmal allerdings sind mehrere Fragmente, mitunter bilateral im Sinus cavernosus gelegen, Ziel der Behandlung. In diesen Fällen kann eine gewisse Überbrückungsdosis, die zur unerwünschten Strahlenbelastung der dazwischen gelegenen Hypophyse führt, nicht vollständig vermieden werden.

Dosisplan Leksell Gamma Knife bei M. Cushing

Abbildung 2: Dosisplan Leksell Gamma Knife bei M. Cushing (postoperativer Rest): Isozentrumspositionen durch Kreuze markiert. Isodosenlinien zur Darstellung des Dosisgradienten (20 % - 70 %).

Der Bestrahlungsmethode des Gamma Knife-Systems liegt ein Rasterverfahren zugrunde (1, 10). Dabei wird das Hypophysenadenom in zuvor berechneter Weise durch das Isozentrum des Bestrahlungsgerätes gescannt. Bei der Dosisplanung werden mehrere Zielpunktseintellungen bzw. Dosisrasterpunkte berechnet, die durch ihre spezifischen Koordinatenwerte gekennzeichnet sind. Als "Isozentrum" wird der Kreuzungspunkt der einfallenden Strahlung im Gamma Knife bezeichnet.

Das Gerät ist so konstruiert, dass auf der Innenfläche eines Kugelsegments 201 kleine, ca. 1 mm2 im Querschnitt messende Kobalt-60-Strahlenquellen angeordnet sind. Diese projizieren alle auf den gleichen Punkt. Dieser wiederum liegt in der Mitte des Gerätes und ist in seiner Lage exakt bekannt. Durch die Strahlungsdivergenz misst dieser Fokus im Isozentrum 3 mm. Dieser Durchmesser kann durch Sekundärkollimatoren (Strahlungsblenden) in seiner Größe modifiziert werden.

Mit diesem Behandlungsprinzip der Dosisapplikation über multiple Dosisrasterpunkte und verschiedene Blendenöffnungen ist es möglich jede dreidimensionale Form des Strahlenfelds auch bei sehr kleinen Adenomen zu realisieren (Mikrokonformation). Zusätzlich wird dabei gewährleistet, dass die Dosis möglichst maximal im Tumor konzentriert wird und der Abfall der einfallenden Strahlung am Rand des Tumors – zum gesunden Gewebe hin – möglichst steil ist.

Die Einzelldosisbestrahlung nach dem Prinzip der Radiochirurgie hat im Vergleich mit der fraktioniert gegebenen Dosis gleicher Höhe eine deutlich höhere Wirksamkeit. Der Faktor der sog. RBW (relative biologische Wirksamkeit) der Radiochirurgie liegt bei Hypophysenadenomen etwa zwischen 3,5 und 4,5 (6). Man kann also mit einer radiochirurgischen Dosis von 15 Gy eine Wirksamkeit erzielen, die einer fraktionierten Strahlentherapie von 45 – 60 Gy entspricht. Darüber hinaus ist der Wirkungseintritt der Radiochirurgie zwar ebenfalls verzögert, aber deutlich rascher als nach fraktionierter Strahlentherapie (4). In günstigen Fällen kann man eine Sanierung pathologisch erhöhter Hormonspiegel bereits in sechs bis zwölf Monaten erwarten, während dies nach fraktionierter Strahlentherapie in der Regel erst nach mehreren Jahren erfolgt.

Die therapeutische Wirksamkeit der Radiochirurgie wird wesentlich bestimmt durch die Dosis, die in den Tumor eingestrahlt wird. Eventuelle Nebenwirkungen werden verursacht durch Dosis im Bereich des Tumorrandes und des abfallenden Dosisgradienten. Anders als bei der traditionellen Strahlentherapie, wo große Bereiche des Gehirns mit einer ähnlichen Strahlendosis belastet werden wie der Tumor selbst, ist die Reichweite der wirksamen Strahlung in der Radiochirurgie auf wenige Millimeter beschränkt. Nach den allgemeinen Kriterien und der Richtlinie im Strahlenschutz in der Medizin ist die Radiochirurgie als Methode bei Hypophysenadenomen also immer dann gegenüber der fraktionierten Strahlentherapie vorzuziehen, wenn sie sinnvoll eingesetzt werden kann.

Die Grenzen der Radiochirurgie bei Hypophysenadenomen sind gekennzeichnet durch einen minimal erforderlichen Abstand der Tumoroberfläche zum optischen System, durch die absolute Größe des Tumorvolumens, durch die Abgrenzbarkeit des Adenoms im Bereich des Sellagewebes und durch die Präferenz der Operation gegenüber der Radiochirurgie.

Gamma Knife-Behandlung bei speziellen Hypophysenadenomen

Hormoninaktive Hypophysenadenome
Bei diesem Adenomtyp ist das Ziel der strahlenchirurgischen Behandlung die Kontrolle des Tumorwachstums und des Tumorvolumens. Dies ist leichter zu erreichen als die Kontrolle oder Remission pathologisch erhöhter Hormonwerte bei hormonaktiven Adenomen. Die Indikation für die Radiochirurgie wird entsprechend den eingangs erwähnten Kriterien gestellt. In der Regel sprechen inaktive Hypophysenadenome auf die radiochirurgische Behandlung mit dem Gamma Knife sehr gut an (11). Gegebenenfalls kann auch eine zweite Behandlungsfraktion appliziert werden. Auch hier ist das allgemeine Merkmal zu erheben, dass kleine umschriebene Adenome besser zu behandeln sind als invasiv wachsende Makroadenome.

Hormonaktive Hypophysenadenome
Morbus Cushing
H. Cushing selbst hat 1932 über die erfolgreiche Strahlenbehandlung eines ACTH-produzierenden Hypophysenadenoms berichtet (8). Ein größerer Anteil dieser Cushing-Adenome sind Mikroadenome, die – wenn sie nicht operativ saniert wurden und in der MRT gut abgrenzbar sind – sehr gut strahlenchirurgisch behandelt werden können. Problematisch sind die invasiven Makroadenome, die teilresiziert sind. Bei Morbus Cushing ist die Radiotoleranz gesunden Gewebes reduziert, weshalb besonders kritische Kriterien für die radiochirurgische Behandlungsweise bei Adenomen anzulegen sind, die dem optischen System nahe kommen. Cushing-Adenome werden international mit höheren radiochirurgischen Dosen behandelt. Dies ist wahrscheinlich ein Grund dafür, weshalb bei diesen Adenomen die Reduktion des Hormonexzesses rascher erfolgt als z. B. bei Akromegalie.

Akromegalie
Die Indikation für die Gamma Knife-Behandlung bei postoperativ persistierender Akromegalie wird dann gesehen, wenn inoperable Adenomfragmente z. B. im Sinus cavernosus nachweisbar sind. Diese Adenome sprechen relativ gut bezüglich des Tumorvolumens und der Regression des Tumorgewebes an. Gelegentlich gibt es aber eine deutliche und zum Teil nicht erklärliche Diskrepanz zwischen einem günstigen MRT-Befund und der Resistenz der erhöhten Hormonwerte. Man kann allgemein davon ausgehen, dass bei strenger Indikationsstellung der Radiochirurgie eine Sanierung der persistierenden Akromegalie in 80-90 % der Fälle im Zeitraum eines Jahres möglich ist.

Prolaktinome
Prolaktinome werden nur selten radiochirurgisch behandelt. Dies liegt zum einen daran, dass die medikamentöse Therapie der Mikroprolaktinomne sehr erfolgreich ist und gegebenenfalls durch die Operation ergänzt wird. Zum anderen daran, dass therapeutische Probleme in der Regel bei invasiven Makroadenomen auftreten, die sich aufgrund ihrer Lagebeziehungen (Nähe zum optischen System) und schlechter Abgrenzbarkeit kaum für eine radiochirurgische Behandlung eignen (5).

Seltene hormoninaktive Hypophysenadenome
Bei den seltenen anderen Hypophysenadenomen kann man die Indikation und die Möglichkeiten der Radiochirurgie analog zu der Behandlung von Akromegalie oder Morbus Cushing sehen.

Zusammenfassung

Im Spektrum der zur Verfügung stehenden modernen Bestrahlungsverfahren eignet sich die Gamma Knife-Radiochirurgie besonders für solche Hypophysenadenome, die nicht mehr operativ behandelt werden können und aus kleinen, in der Bildgebung gut abgrenzbaren Adenomfragmenten bestehen. Beim Einsatz der Methode ist das Kriterium der Abgrenzbarkeit, der Größe und Lagebeziehungen, insbesondere zum optischen System, für die Indikationsstellung ausschlaggebend. Bei allen Hypophysenadenomen kann die Kontrolle des Tumorwachstums bzw. die Rückbildung des Tumorvolumens leichter erreicht werden als die Normalisierung erhöhter Hormonwerte. Gegenüber jeder Form der fraktionierten Strahlentherapie hat die Einzeitbestrahlung nach dem Konzept der Radiochirurgie den Vorteil, dass sie aufgrund einer höheren relativen biologischen Wirksamkeit rascher zum Therapieziel führt. Aus diesem Grunde ist sie immer dann alternativen Bestrahlungsformen vorzuziehen, wenn die Indikationskriterien erfüllt sind. Aussagefähige Vergleichsstudien mit anderen Formen der Radiochirurgie (im Sinne des Synonyms "stereotaktische Einzeitkonvergenzbestrahlung") (2, 9) fehlen.


Literatur


1. Arndt J: Focussed Gamma Radiation. The Gamma Knife, in Phillips MH (ed) Physical aspects of stereotactic radiosurgery. New York, Plenum Press, 1993, pp 87-128.
2. Engenhart-Cabillic R, Kocher M, Muller RP, Voges J, Sturm V, Jockenhovel F, Fahlbusch R, Mokry M, Quabbe HJ: [Guidelines for radiotherapy of pituitary adenomas. German Society of Endocrinology.]. Dtsch Med Wochenschr 124:1148-1152, 1999.
3. Griming A: Un cas d'acromegalie trait'par la radiotherapie. Rev Neurol 17:15, 1909.
4. Landolt AM, Haller D, Lomax N, Scheib S, Schubiger O, Siegfried J, Wellis G: Stereotactic radiosurgery for recurrent surgically treated acromegaly: comparison with fractionated radiotherapy. J Neurosurg 88:1002-1008, 1998.
5. Landolt AM, Lomax N: Gamma knife radiosurgery for prolactinomas. J Neurosurg 93 Suppl 3:14-18., 2000.
6. Larson DA, Flickinger JC, Loeffler JS: The radiobiology of radiosurgery [editorial; comment]. Int J Radiat Oncol Biol Phys 25:557-561, 1993.
7. Leksell L: The stereotaxic method and radiosurgery of the brain. Acta Chir Scand 102:316-319, 1951.
8. Pearce JM: Harvey William Cushing (1869-1939) [In Process Citation]. J Neurol 247:397-398, 2000.
9. Voges J, Sturm V, Deuß U, Traud C, Treuer H, Schlegel W, Winkelmann W, Müller RP: LINAC-Radiosurgery (Linac-RS) in Pituitary Adenomas - Preliminary Results. Zentralbl Neurochir Suppl:30, 1994.
10. Wowra B, Czempiel H, Cibis R, Horstmann GA: [Profile of ambulatory radiosurgery with the gamma knife system. 1: Method and multicenter irradiation concept]. Radiologe 37:995-1002, 1997.
11. Wowra B, Stummer W: Efficacy of gamma knife radiosurgery for nonfunctioning pituitary adenomas: a quantitative follow up with magnetic resonance imaging- based volumetric analysis. J Neurosurg 97:429-432., 2002.

Korrespondenzadresse:
Priv.-Doz. Dr. med. Berndt Wowra
Ingolstädter Strasse 166
80939 München

Tel: 089 / 318 104 0
Fax: 089 / 318 104 16
Email: wowra@gammaknife.de

>> zurück zur Archiv-Übersicht