Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. Michał Orski

Transkrypt

1 Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie Michał Orski Ocena wpływu zrobotyzowanej radioterapii guzów ośrodkowego układu nerwowego na narząd wzroku i drogę wzrokową Praca doktorska Promotor: dr hab. Dorota Tarnawska, prof. nadzw. UŚ

2 TYTUŁ Ocena wpływu zrobotyzowanej radioterapii guzów ośrodkowego układu nerwowego na narząd wzroku i drogę wzrokową SŁOWA KLUCZOWE CyberKnife, gęstość komórek śródbłonka, neuropatia popromienna, retinopatia popromienna, zaćma popromienna STRESZCZENIE Radioterapia jest powszechnie stosowaną metodą leczenia nowotworów. Jest szczególnie użyteczna w przypadku guzów ośrodkowego układu nerwowego niekwalifikujących się do leczenia operacyjnego, a także zmian o niekorzystnej lokalizacji, w przypadku których ryzyko powikłań interwencji chirurgicznej przewyższa korzyść z leczenia. Wiele łagodnych nowotworów ośrodkowego układu nerwowego postępuje wolno dając niewiele objawów, a możliwe powikłania terapii istotnie wpływają na jakość życia pacjentów. Specyfika tej grupy guzów wymaga zastosowania minimalnie inwazyjnych, zaawansowanych metod leczenia. Lokalizacja łagodnych zmian w pobliżu narządu wzroku i drogi wzrokowej stanowi niejednokrotnie, w kontekście możliwych powikłań, istotny dylemat w kwalifikacji pacjenta do leczenia i przy wyborze optymalnej terapii. Pierwsze doniesienia dotyczące powikłań konwencjonalnej radioterapii zmętnienia soczewki oka pojawiły się już na początku XX wieku. Do lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia opisano całe spektrum powikłań ocznych radioterapii. Pomimo wielu prób leczenia większość powikłań dotyczących narządu

3 wzroku i drogi wzrokowej jest nieodwracalna i wpływa istotnie na obniżenie jakości życia pacjentów. Szczególnie dotkliwe są neuropatia i retinopatia popromienna. Wprowadzona w 1994 roku do leczenia radioterapia CyberKnife należy do najnowocześniejszych metod radioterapii. Jest z powodzeniem stosowana w leczeniu nowotworów ośrodkowego układu nerwowego. Duża precyzja, a także zastosowanie metod obrazowania w trakcie terapii pozwala na ograniczenie napromieniowania zdrowych tkanek, co powinno wpływać na zmniejszenie ryzyka powikłań promieniowania jonizującego. Radioterapia CyberKnife jest metodą stosunkową nową i w dostępnej literaturze nie ma wielu opracowań oceniających wpływ tej metody leczenia na narząd wzroku i drogę wzrokową. Celem niniejszej pracy jest kompleksowa ocena wpływu radioterapii CyberKnife na narząd wzroku i drogę wzrokową w grupie pacjentów leczonych z powodu nowotworów ośrodkowego układu nerwowego. Do badania zakwalifikowano 41 pacjentów, u których planowano zrobotyzowaną radioterapię CyberKnife w Zakładzie Radioterapii Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. 7 pacjentów nie podjęło leczenia. 25 pacjentów ukończyło pełną dwudziestoczteromiesięczną obserwację. 10 pacjentów leczono z powodu oponiaka zatoki jamistej, 9 z powodu z gruczolaka przysadki, 5 pacjentów z powodu oponiaka okolicy skrzyżowania nerwów wzrokowych, 5 pacjentów z powodu oponiaka środkowego i przedniego dołu czaszki, 3 pacjentów z powodu czaszkogardlaka i 2 pacjentów z powodu oponiaka oczodołu. Kobiety stanowiły 76,5% (26), a mężczyźni 23,5% (8) leczonych. Średnie dawki promieniowani jonizującego wynosiły odpowiednio: dla bliższej gałki ocznej (czyli tej, która która znajdowała się po stronie guza): 31,76 cgy; dla dalszej gałki ocznej (czyli tej, która znajdowała się po stronie przeciwnej do guza): 20,06 cgy; dla bliższej soczewki: 15,76 cgy; dla dalszej soczewki: 11,76 cgy; dla bliższego nerwu wzrokowego: 419,94 cgy; dla dalszego nerwu wzrokowego: 211,71 cgy oraz 647,26 cgy dla skrzyżowania nerwów wzrokowych. Ocenie poddano bezpośredni wpływ promieniowania jonizującego na narząd wzroku i drogę wzrokową na podstawie analizy zmian parametrów histologicznych i anatomicznych w strukturach oka: oceny jakościowej powierzchni oka, pachymetrii, liczby komórek śródbłonka/mm 2, densytometrii soczewki, morfologii plamki żółtej 3

4 siatkówki i grubości siatkówki w dołku, morfologii tarczy nerwu wzrokowego i grubości warstwy włókien nerwowych siatkówki oraz analizy zmian funkcjonalnych: najlepiej skorygowanej ostrości wzroku, ciśnienia wewnątrzgałkowego, wzrokowych potencjałów wywołanych i pola widzenia. W badaniu posłużono się zarówno tradycyjnymi, jak i nowymi technikami diagnostyki okulistycznej. Zastosowanie optycznej koherentnej tomografii do pomiaru grubości warstwy włókien nerwowych siatkówki, grubości siatkówki w dołku oraz pachymetrii, a także ocena densytometryczna soczewki przy pomocy aparatu Oculus Pentacam w połączeniu z badaniami elektrofizjologicznymi, pozwoliły w sposób kompleksowy ocenić potencjalny wpływ promieniowania jonizującego na struktury drogi wzrokowej i narząd wzroku. W trakcie dwudziestoczteromiesięcznej obserwacji nie stwierdzono istotnych statystycznie zmian w ostrości wzroku, grubości rogówki, stopniu zmętnienia soczewki, grubości plamki żółtej, ani w wynikach badań elektrofizjologicznych drogi wzrokowej. Nie odnotowano istotnych, nowych zmian w polu widzenia u leczonych pacjentów. Nie stwierdzono również zmian w badaniu oftalmoskopowym przedniego ani tylnego segmentu oka. Stwierdzone zmiany wartości ciśnienia wewnątrzgałkowego nie miały istotnego klinicznie znaczenia w dwuletniej obserwacji. Istotne statystycznie zmiany w warstwie włókien nerwu wzrokowego były prawdopodobnie skutkiem wcześniejszego uszkodzenia nerwu wzrokowego związanego z rozległą interwencją chirurgiczną bezpośrednio poprzedzającą radioterapię u jednej z pacjentek. Natomiast stwierdzone zmniejszenie liczby komórek śródbłonka rogówki, obserwowane również przez innych badaczy, sugeruje celowość dalszych badań i dłuższej obserwacji. Otrzymane wyniki potwierdzają względnie duże bezpieczeństwo radioterapii CyberKnife i niskie ryzyko powikłań ze strony narządu wzroku i drogi wzrokowej. Powyższe wyniki mogą być przydatne dla klinicystów przy wyborze optymalnej terapii i mogą stanowić ważną wskazówkę dla pacjentów przy podejmowaniu decyzji o poddaniu się leczeniu. Dawki obwodowe dostarczone podczas radioterapii CyberKnife do newralgicznych struktur układu wzrokowego są niskie. W świetle otrzymanych wyników celowe jest dalsze badanie wpływu niskich dawek promieniowania jonizującego na komórki śródbłonka rogówki 4

5 TITLE Evaluation of the impact on the eye and optic tract of robotic radiosurgery to central nervous system tumors KEY WORDS Cyberknife, endothelial cell density, radiation cataract, radiation neuropathy, radiation retinopathy SUMMARY Radiotherapy is commonly used in cancer treatment. It is particularly useful in the management of central nervous system (CNS) tumors, which cannot be treated surgically, and in cases of lesions located in unfavourable areas where the risk of surgical intervention overwhelms the benefits for the patient. A substantial amount of benign central nervous tumors progress slowly, showing only few symptoms, and do not affect the patient s quality of life significantly. These patients, peculiarly, require minimal invasive and advanced methods of treatment. Location of benign lesions in the proximity of the eye and the eye tract and the risk of radiation-associated complication makes it difficult to choose and commence a proper treatment. First reports of radiation-induced ocular complications, including cataract formation, date to the beginning of the twentieth century. The whole spectrum of ocular complications was described in the late seventies of the twentieth century. Despite intensive management, most of the complications are irreversible and they severely impact the patient s quality of life. The most serious among them are radiation-induced neuropathy and retinopathy. 5

6 CyberKnife radiotherapy was introduced in 1994 and it is one of the most advanced treatment modalities. It has been successfully used in the treatment of CNS lesions. High precision and simultaneous imaging enables a substantial reduction of the radiation delivered to healthy tissues and also reduces the amount of radiationinduced complications. CyberKnife is a relatively new therapy and there are very few reports regarding its impact on the eye and the optic tract. The aim of this work is to evaluate the influence of the CyberKnife radiotherapy on the eye and the optic tract during the treatment of CNS tumors. Forty-one patients, for whom CyberKnife radiotherapy was planned in the Zakład Radioterapii Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, were enrolled in the study. 7 patients were excluded because of not having commenced the treatment. 25 patients completed a 24-month observation. 10 patients were diagnosed with cavernous sinus meningioma, 9 with pituitary adenoma, 5 with meningioma of the optic chiasm, 5 with meningioma of the anterior and middle cranial fossa, 3 patients with craniopharyngioma, and 2 patients with meningioma of the orbit. 26 women (76.5%) and 8 men (23.5%) were enrolled. Mean radiation doses delivered to the following structures were as follows: cgy for the proximal eye globe (the eye on the side of the tumor) and cgy for the distal globe (the eye on the opposite side to the tumor); cgy for the proximal lens and for the distal lens; for the proximal optic nerve and cgy for the distal optic nerve; cgy for the optical chiasm. Radiation-induced impact on the eye and the optic tract was evaluated based on changes in the following histological and anatomical features: qualitative assessment of the eye surface, pachymetry, endothelial cell density, lens densitometry, macular morphology and the foveal thickness, optic disc morphology, and the retinal nerve fiber layer thickness. The following functional features were also considered: best corrected visual acuity, intraocular pressure, visual evoked potentials, and visual field. Both traditional and latest diagnostic ophthalmic techniques were used in the study for a complete assessment. Optical coherence tomography measurements were conducted to assess the retinal nerve fiber layer thickness, foveal thickness, and corneal central thickness. OCULUS Pentacam was 6

7 used to measure the lens density accurately and to grade the cataract advancement. These measurements, along with the analysis of visual evoked potentials, enabled the complete assessment of the potential impact of radiation on the eye and the optic tract. In the 24-month observation, there were no statistically significant changes in the best-corrected visual acuity, pachymetry, lens densitometry, foveal thickness, or visual evoked potentials. There we no significant changes in the visual field testing results. No changes were observed in the bio-microscope examination of the anterior and posterior pole. Noted changes in the intraocular pressure values did not have clinical significance in the 2-year observation. Statistically significant changes in the thickness of retinal nerve fiber layer were presumably the result of the surgical intervention proceeding radiotherapy in one of the patients. Decreased endothelial cell density, which was also observed in other studies, indicates the necessity for further observation and evaluation. Results of the study confirm that CyberKnife radiotherapy is a very safe procedure and has low risk of radiation-related complications in the eye and the optic tract. They can guide the professionals in the treatment selection as well as may help patients in decision-making. Doses of radiation delivered to critical structures during the CyberKnife radiotherapy are low. In reference to the results, a further assessment of ionising radiation influence on endothelial cell density is required. 7