The Impact of Varying Volumes in Rectal Balloons on Rectal Dose Sparing in Conformal Radiation Therapy of Prostate Cancer

Background and Purpose:

The use of a rectal balloon leads to a protection of the posterior rectal wall in irradiation of prostate cancer. The purpose of this analysis was to quantitatively assess the optimal volume in rectal balloons concerning rectal dose sparing in different clinical target volumes (CTVs) in prostate cancer irradiation.

Patients and Methods:

14 patients with localized prostate cancer undergoing external beam radiotherapy were investigated. The prostate, the entire and the proximal seminal vesicles were delineated as CTV. Treatment plans without a rectal balloon and with a rectal balloon inflated with 40 ml (six patients) or 60 ml air (eight patients) were generated for each CTV and compared concerning rectal dose volume histograms.

Results:

The use of a rectal balloon filled with 40 ml air led to no significant advantage in radiation exposure of the rectal wall in all CTVs. The use of a rectal balloon filled with 60 ml air resulted in a significant decrease of the exposed rectal wall volume in all CTVs with a reduced estimated risk for chronic toxicity in case of inclusion of the proximal or entire seminal vesicles into the CTV.

Conclusion:

The use of a rectal balloon filled with 60 ml air led to a significantly decreased proportion of the irradiated rectal wall for all CTVs. This volume filled in rectal balloons is therefore recommended for use. In case of irradiation of the prostate without the seminal vesicles, the use of a rectal balloon should be considered carefully concerning the patients’ imaginable discomfort using a rectal balloon and a questionable advantage concerning the estimated risk for chronic toxicity.

Hintergrund und Ziel:

Der Einsatz eines rektal applizierten Ballons führt zu einem Schutz der Rektumhinterwand bei der Bestrahlung des Prostatakarzinoms. Das Ziel der vorliegenden Analyse war, das optimale Volumen in rektalen Ballons bezüglich Darmschonung bei verschiedenen klinischen Zielvolumina (CTVs) bei Bestrahlung von Patienten mit Prostatakarzinom quantitativ zu erfassen.

Patienten und Methodik:

14 Patienten mit Prostatakarzinom, die eine Radiotherapie erhielten, wurden untersucht. Die Prostata und proximale/ganze Samenblasen wurden als CTV definiert. Pläne mit und ohne Ballon, gefüllt mit 40 ml (sechs Patienten) oder 60 ml Luft (acht Patienten), wurden für jedes CTV erstellt und die Dosis-Volumen-Histogramme des Darms miteinander verglichen.

Ergebnisse:

Der Einsatz eines mit 40 ml Luft gefüllten Ballons führte zu keiner signifikanten Reduktion der Darmwandbelastung bei allen CTVs (Tabelle 1). Der Einsatz eines mit 60 ml Luft gefüllten Ballons führte zu einer signifikanten Reduktion der Darmwandbelastung bei allen CTVs (Tabelle 2 und Abbildungen 4 bis 6). Dadurch konnte im Fall einer Einbeziehung der proximalen und ganzen Samenblasen in das CTV das geschätzte Risiko für Spättoxizität reduziert werden (Tabelle 3).

Schlussfolgerung:

Der Einsatz eines mit 60 ml Luft gefüllten Ballons führte zu einer signifikanten Reduktion der Darmwandbelastung bei allen CTVs. Dieses Volumen wird daher beim Einsatz rektaler Ballons empfohlen. Im Fall einer Bestrahlung nur der Prostata sollte der Einsatz eines rektalen Ballons sorgfältig geprüft werden, da er den Patienten Unbehagen verursachen kann und der Nutzen bezüglich einer geschätzten Reduktion der Spättoxizität fraglich ist.