Toleranzprobleme
Die Folgen der Strahlenbelastung des Auges variieren je nach Art der Strahlentherapie (Photonen-, Elektronen- oder Brachytherapie), der Gesamtdosis, der Größe der Strahlenfraktion und dem Teil des Auges, der in die Strahlenbelastung einbezogen ist. Unabhängige Erkrankungen wie Diabetes, Bluthochdruck und kollagene Gefäßerkrankungen können die Strahlentoleranz von Strukturen im Auge beeinträchtigen. Eine systemische Chemotherapie oder Steroide können die Strahlentoxizität verstärken oder zu zusätzlichen Symptomen beitragen.
Die empfindlichste Struktur des Auges ist die Linse, die sich direkt hinter der Pupille befindet. Die Keimschicht der Linse, die sich am Äquator befindet, ist die Schicht, die am empfindlichsten auf Strahlung reagiert. Diese Zellen unterziehen sich einer mitotischen Teilung, dehnen sich aus, verlieren ihre Kerne und wandern nach hinten in die Mitte der Linse. Diese Rückwärtswanderung und die Proliferation der Epithelzellen der Linse verringern die Klarheit der Linse, was zu einem Katarakt und häufig zu einem gewissen Sehverlust führt. Eine Strahlenkatarakt zeigt sich in der Regel zunächst als hintere, zentrale subkapsuläre Trübung. Die Latenzzeit und die Häufigkeit von Linsentrübungen hängen von der Strahlentherapiedosis und der Fraktionierung ab.
In den meisten Humanstudien haben fraktionierte Gesamtdosen unter 5 Gy keine visuell signifikanten Linsentrübungen verursacht. Merriam und Focht325 berichteten über Kataraktbildung bei EBRT-Fraktionen von 1,5 Gy bis 2 Gy, bis zu einer Gesamtdosis von 12 Gy. Bei einer Ganzkörperbestrahlung mit einer einzigen Dosis entwickelten sich bei 80 % der Überlebenden Katarakte; die Häufigkeit sank auf 20 %, wenn eine fraktionierte EBRT mit einer Gesamtdosis von 13 Gy verabreicht wurde.325 Eine Verringerung der Dosis für die Linse kann durch maßgeschneiderte Linsenschilde, Pencil-Beam-Bleiblöcke oder eine komplexere Behandlungsplanung mit IMRT erreicht werden. Eine Linsenextraktion bei Kataraktentwicklung kann das Sehvermögen eines ansonsten funktionierenden Auges nach der Bestrahlung korrigieren.
Zu den anderen vorderen Strukturen des Auges gehören die Hornhaut und die Bindehaut. Die Bindehaut ist eine Schleimhaut aus nicht verhorntem Plattenepithel mit Becherzellen, die eine dünne Substantia propria überlagert.326 Sie bedeckt die Innenfläche des Augenlids und die Außenfläche des Auges und reicht bis zur peripheren Hornhaut. Die Hornhaut besteht aus nicht verhorntem, geschichtetem Plattenepithel. Ihre äußerste Oberfläche besteht aus unregelmäßigen Mikrovilli, die durch den präkornealen Tränenfilm optisch glatt sind. Die Basalzellen sind mit der Bowman-Schicht verbunden, die aus zufällig verteilten Kollagenfibrillen besteht, die durch Narbengewebe getrübt werden können. Das Stroma, das 90 % der gesamten Hornhautdicke ausmacht, besteht aus Fibroblasten und Kollagenlamellen.
Akute Wirkungen der fraktionierten Strahlentherapie sind Injektionen und Erytheme der Bindehaut mit Reizungen, die in der Regel selbstbegrenzend sind. Fraktionierte Strahlendosen mit einer Gesamtdosis von über 40 bis 50 Gy auf die Hornhaut können ein Ödem mit punktueller Keratitis hervorrufen.327 Die Behandlung besteht aus aggressiver Schmierung, Pflasterung und antibiotischen Tropfen. Wiederkehrende Hornhauterosionen können zu Ulzerationen und Infektionen fortschreiten, die entweder zu einer Trübung oder Perforation führen. Ulzerationen der Hornhaut wurden bei einer fraktionierten Strahlentherapie mit Dosen von über 40 Gy beobachtet.207,328 In ähnlicher Weise können sich Ulzerationen, Teleangiektasien und Keratinisierung in der Bindehaut entwickeln.
Die Haut der Augenlider ist die dünnste des Körpers. Die Lider enthalten Talg-, Serus- und apokrine Drüsen, die zum Tränenfilm beitragen. An den medialen Lidrändern befinden sich Pünktchen, die die Öffnung zum nasolakrimalen Drainagesystem bilden. Vorübergehender Wimpernverlust und Erythem treten bei konventioneller Fraktionierung mit 30 bis 40 Gy auf, während permanenter Wimpernverlust bei Dosen über 50 Gy auftritt.167,171 Bei Dosen über 50 Gy kann es zu Narbenbildung und Fibrose kommen, was zu einem Ektropium oder Entropium des Lids sowie zu einer Verengung der Lidpünktchen führen kann.
Es gibt mehrere Strukturen, die für eine angemessene Tränenfilmproduktion notwendig sind, darunter die Tränendrüse, die Becherzellen, die Meibom-Drüsen und die akzessorischen Tränendrüsen. Das Syndrom des trockenen Auges kann durch eine Verletzung eines beliebigen Bestandteils des Tränenfilms entstehen. Zu den Symptomen gehören Brennen, verminderte Sehkraft, übermäßiger Tränenfluss und ein Fremdkörpergefühl. Bei der Untersuchung zeigen sich Hornhautveränderungen, die von Keratitis bis hin zu Vernarbung und Trübung der Hornhaut reichen. In einem Bericht wurde beschrieben, dass 19 % der Patienten, die eine Dosis von 45 Gy in 25 Fraktionen oder weniger erhielten, ein Syndrom des trockenen Auges entwickelten, verglichen mit 100 % bei einer Dosis von 57 Gy in 30 Fraktionen oder mehr.230 Eine schwere Keratitis sicca kann zu einem Hornhautgeschwür und einer Perforation des Augapfels führen. Zur Vorbeugung von Tränenschäden muss die Lage der Tränendrüse bei der Planung der Bestrahlungsfelder berücksichtigt werden.329
Die Sklera bedeckt die hinteren 80 % des Augapfels. Sie ist weitgehend avaskulär und besteht aus Kollagenfibrillen, Fibroblasten und Grundsubstanz. Sie ist strahlenresistent und kann Dosen von mehr als 150 Gy standhalten, die bei der Plaque-Strahlentherapie zur Behandlung von Aderhautmelanomen verabreicht werden. Sklerale Ausdünnung, Nekrosen und Ulzerationen sind ungewöhnliche Komplikationen einer hochdosierten Strahlentherapie.275,330
Die Netzhaut besteht aus einem ausgedehnten Netz von neuralen, glialen und vaskulären Elementen. Die Blutversorgung der äußeren Schichten der Netzhaut erfolgt über die Choriocapillaris. Die inneren Netzhautschichten werden von den Ästen der zentralen Netzhautarterie versorgt, von denen die größten Äste die Arkaden temporal und nasal sind. Pathologien, die die Region innerhalb der Schläfenbögen betreffen, sind visuell bedeutsamer als solche, die anderswo auftreten. Die Strahlenretinopathie wird durch eine okklusive Mikroangiopathie verursacht, die sich durch Watteflecken, Mikroaneurysmen, Teleangiektasien, Hämorrhagien, Makulaödeme, Exsudate, Neovaskularisationen, Glaskörperblutungen und Pigmentveränderungen äußert. Die visuellen Symptome der Strahlenretinopathie hängen davon ab, welcher Bereich der Netzhaut betroffen ist. Eine Vorgeschichte mit Diabetes, kollagenen Gefäßerkrankungen, Bluthochdruck und Chemotherapie prädisponiert Patienten für strahleninduzierte Schäden.230 In einem Bericht wurde eine Strahlenretinopathie bei Dosen unter 45 Gy in 25 Fraktionen nicht beobachtet, nahm aber oberhalb dieser Dosis stetig zu.230 Patienten schienen auch einem erhöhten Risiko ausgesetzt zu sein, wenn sie mit Dosen pro Fraktion von 1,9 Gy oder mehr behandelt wurden.230 Obwohl die geschätzte Toleranzdosis mit einem 5%igen Risiko nach 5 Jahren (TD5/5) 45 Gy und die TD50/5 65 Gy beträgt, wird angenommen, dass die Schwellendosis für die Netzhaut zwischen 30 Gy und 35 Gy liegt.211 Eine Metaanalyse der Strahlentherapie in Bezug auf die Retinopathie bei Makuladegeneration ergab, dass bei Patienten, die mit bis zu 24 Gy behandelt wurden, keine Schäden auftraten, obwohl das Risiko nach 45 bis 50 Gy offenbar stark ansteigt.331
Die Schädigung des Sehnervs ist eine Folge der Ischämie und äußert sich im Allgemeinen in einem schmerzlosen monokularen Sehverlust. Die Schädigung beginnt mit einer perivaskulären Lymphozytenmanschette, dem Verlust von Endothelzellen und einer Hyalinisierung mit Fibrose, Thrombose und Infarkt des Nervengewebes. Die Fraktionierung spielt eine Schlüsselrolle bei der Modulation der Entwicklung von Sehnervenschäden. Von den Patienten, die mit einer Gesamtdosis von 45 Gy bis 50 Gy behandelt wurden und eine tägliche Fraktionsgröße von mehr als 2,5 Gy erhielten, entwickelten 18 % visuell signifikante Veränderungen, während die Patienten, die Fraktionen von weniger als 2,5 Gy erhielten, keine Optikusneuropathie entwickelten.332 Stereotaktische Radiochirurgie, die große Fraktionsgrößen liefert, kann mit Einzeldosen von 8 Gy eine Optikusneuropathie verursachen, obwohl winzige Volumina bis hin zu hohen Dosen ohne Toxizität verabreicht wurden.333 Bei konventioneller Fraktionierung wird die TD5/5 des Sehnervs als 60 Gy angesehen.230