Medical and health economic assessment of radiosurgery for the treatment of brain metastasis

Background Radiotherapy for patients suffering from malignant neoplasms has developed greatly during the past decades. Stereotactic radiosurgery (SRS) is one important radiotherapeutic option which is defined by a single and highly focussed application of radiation during a specified time interval. One of its important indications is the treatment of brain metastases . Objectives The objective of this HTA is to summarise the current literature concerning the treatment of brain metastasis and to compare SRS as a single or additional treatment option to alternative treatment options with regard to their medical effectiveness/efficacy, safety and cost-effectiveness as well as their ethical, social and legal implications. Methods A structured search and hand search of identified literature are performed from January 2002 through August 2007 to identify relevant publications published in English or German. Studies targeting patients with single or multiple brain metastases are included. The methodological quality of included studies is assessed according to quality criteria, based on the criteria of evidence based medicine. Results Of 1,495 publications 15 medical studies meet the inclusion criteria. Overall study quality is limited and with the exception of two randomized controlleed trials (RCT) and two meta-analyses only historical cohort studies are identified. Reported outcome measures are highly variable between studies. Studies with high methodological quality provide evidence, that whole-brain radiotherapy (WBRT) in addition to SRS and SRS in addition to WBRT is associated with improved local tumour control rates and neurological function. However, only in patients with single brain metastasis, RPA-class 1 (RPA = Recursive partitioning analysis) and certain primary tumour entities, this combination of SRS and WBRT is associated with superior survival compared to WBRT alone. Studies report no significant differences in adverse events between treatment groups. Methodologically less rigorous studies provide no conclusive evidence with regard to medical effectiveness and safety, comparing SRS to WBRT, neurosurgery (NS) or hypofractionated radiotherapy (HCSRT). The quality of life is not investigated in any of the studies. Within the searched databases a total of 320 economic publications are identified. Five publications are eligible for this report. The five reports have a quiet variable quality. Concerning the economic efficiency of alternative equipment, while assuming equal effectiveness, the calculations show, that economic efficiency depends to a large extend on the number of patients treated. In case the two alternative equipments are used solely for SRS, the Gamma Knife might be more cost-efficient. Otherwise an adapted linear accelerator is most likely to be beneficial because of its flexibility. One Health Technology Assessment (HTA) states, that the cost for a Gamma Knife and a dedicated linear accelerator are comparable, while an adapted version is cheaper. No reports concerning ethical, legal and social aspects are identified. Discussion Overall, quantity and quality of identified studies is limited. However, the identified studies indicate that the prognosis of patients with brain metastases is despite highly developed and modern treatment regimes still limited. Conclusive evidence with regard to the effectiveness of identified interventions is only available for the combined treatment of SRS and WBRT compared to SRS or WBRT alone. Furthermore, there is insufficient evidence to compare SRS with WBRT, NS or HCSRT. The efficiency of the different equipments depends to a great extent on the number and the indications of the patients treated. If dedicated systems are used to their full capacity, there is some evidence for superior cost-effectiveness. If more treatment flexibility is required, adapted systems seem to be advantageous. However, equal treatment effectiveness is a necessary assumption for these conclusions. The need for a treatment precision can influence the purchase decision. No reports concerning more recent therapeutic alternatives are currently available. Conclusion Combination of SRS and WBRT is associated with improved local tumour control and neurological function compared to SRS or WBRT alone. However, only for patients with single metastasis there is strong evidence that this results in improved survival compared to WBRT alone. Methodologically rigorous studies are warranted to investigate SRS compared to WBRT and NS and to investigate the quality of life in patients undergoing these treatment regimes. Concerning the type of equipment used, economic efficiency depends to a great extend on the capacity at which the system can be used. Dedicated systems might be favourable for a high number of patients, while lower patient counts probably favour adapted systems with their superior treatment flexibility. Using the equipment at its full capacity may result in a limited number of machines, what in turn may give rise to the question of an equal and easy access to this technology. Studies focusing on the comparative effectiveness and cost-effectiveness of different treatment options and their combinations, especially for the German setting, are warranted.Hintergrund Für die Therapie maligner Neubildungen stellt die Strahlentherapie wichtige Behandlungsmöglichkeiten dar, die sich in den vergangenen Jahrzehnten deutlich weiterentwickelt haben. Hierzu gehört unter anderem die stereotaktische Radiochirurgie (SRS), die durch eine einmalige Applikation fokussierter hoher Strahlendosen in einem klar definierten Zeitraum gekennzeichnet ist. Von besonderer Bedeutung ist die SRS für die Behandlung von Hirnmetastasen. Fragestellung Ziel dieses HTA-Berichts ist die Erstellung einer umfassenden Übersicht der aktuellen Literatur der Behandlung von Hirnmetastasen, um die Radiochirurgie als alleinige Therapie oder in Kombination mit Therapiealternativen bezüglich der medizinischen Wirksamkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit sowie ethischer, sozialer und juristischer Aspekte zu vergleichen. Methodik Relevante Publikationen deutscher und englischer Sprache werden über eine strukturierte Datenbank- sowie mittels Handrecherche zwischen Januar 2002 und August 2007 identifiziert. Die Zielpopulation bilden Patienten mit einer oder mehreren Hirnmetastasen. Eine Beurteilung der methodischen Qualität wird unter Beachtung von Kriterien der evidenzbasierten Medizin (EbM) durchgeführt. Ergebnisse Von insgesamt 1.495 Treffern erfüllen 15 Studien die medizinischen Einschlusskriterien. Insgesamt ist die Studienqualität stark eingeschränkt und mit Ausnahme von zwei randomisierte kontrollierte Studien (RCT) und zwei Metaanalysen werden ausschließlich historische Kohortenstudien identifiziert. Die Untersuchung relevanter Endpunkte ist uneinheitlich. Qualitativ hochwertige Studien zeigen, dass die Ergänzung der Ganzhirnbestrahlung (WBRT) zur SRS sowie der SRS zur WBRT mit einer verbesserten lokalen Tumorkontrolle und Funktionsfähigkeit einhergeht. Nur im Vergleich zur alleinigen WBRT resultiert die Kombination von SRS und WBRT jedoch bei Patienten mit singulären Hirnmetastasen, RPA-Klasse 1 (RPA = Rekursive Partitionierungsanalyse) und bestimmten Primärtumoren in verbesserter Überlebenszeit. Die Therapiesicherheit zeigt in beiden Fällen keine deutlichen Unterschiede zwischen den Interventionsgruppen. Methodisch weniger hochwertige Studien finden keine eindeutigen Unterschiede zwischen SRS und WBRT, SRS und Neurochirurgie (NC) sowie SRS und hypofraktionierter Strahlentherapie (HCSRT). Die Lebensqualität wird in keiner Studie untersucht. Durch die Datenbankrecherche werden 320 Publikationen für den ökonomischen Bereich identifiziert. Insgesamt werden fünf davon für den vorliegenden Health Technology Assessment (HTA)-Bericht verwendet. Die Qualität der Publikationen ist dabei unterschiedlich. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit verschiedener Gerätealternativen ergibt sich, unter der Annahme gleicher Wirksamkeit, eine starke Abhängigkeit von der Anzahl der behandelten Patienten. Im Fall, dass die beiden Gerätealternativen nur für die SRS verwandt werden, liegen Hinweise vor, dass das Gamma Knife kostengünstiger sein kann. Andernfalls ist es sehr wahrscheinlich, dass der flexiblere modifizierte Linearbeschleuniger kostengünstiger ist. Nach einem HTA sind die Gesamtkosten für ein Gamma Knife und einen dedizierten Linearbeschleuniger ungefähr gleich, während ein modifizierter Linearbeschleuniger günstiger ist. Für ethische, juristische und soziale Fragestellungen werden keine relevanten Publikationen identifiziert. Diskussion Insgesamt sind sowohl die Qualität als auch die Quantität identifizierter Studien stark reduziert. Es zeigt sich jedoch, dass die Prognose von Patienten mit Hirnmetastasen auch unter modernsten therapeutischen Möglichkeiten schlecht ist. Ausreichend starke Evidenz gibt es lediglich für die Untersuchung ergänzender WBRT zur SRS und der ergänzenden SRS zur WBRT. Ein direkter Vergleich von SRS und WBRT, SRS und NC sowie SRS und HCSRT ist hingegen nicht möglich. Die Wirtschaftlichkeit verschiedener Gerätealternativen hängt von der Patientenzahl und den behandelten Indikationen ab. Für ausgelastete dedizierte Systeme, liegen Hinweise vor, dass sie kostengünstiger sein können. Bei flexibler Nutzung scheinen modifizierte Systeme wirtschaftlich vorteilhafter. Diese Aussagen erfolgen unter der nicht gesicherten Annahme gleicher Wirksamkeit der Alternativen. Die Behandlungspräzision der Geräte kann Einfluss auf die Gerätewahl haben. Zu neueren Gerätealternativen wie z. B. dem CyberKnife liegen bisher keine Untersuchungen vor. Aus der wirtschaftlich vorteilhaften hohen Auslastung folgt aber eine begrenzte Geräteanzahl in einem vorgegebenen Gebiet, was evtl. einen gleichberechtigten, wohnortnahen Zugang zu dieser Technik erschwert. Schlussfolgerungen Die Kombination SRS und WBRT geht mit einer verbesserten lokalen Tumorkontrolle und Funktionsfähigkeit gegenüber der jeweils alleinigen Therapie einher. Nur für Patienten mit singulärer Metastase resultiert dies in Vorteilen der Überlebenszeit. Qualitativ hochwertige Studien sind notwendig um die SRS direkt mit WBRT und NC zu vergleichen. Weiterhin sollte besonders die Lebensqualität in zukünftigen Studien mitberücksichtigt werden. Bei der Art des verwendeten Gerätes zeichnet sich eine deutliche Abhängigkeit der Wirtschaftlichkeit der Geräte von der erreichbaren Auslastung ab. Hohe Patientenzahlen bieten Vorteile für spezialisierte Systeme und bei geringeren Patientenzahlen ist die Flexibilität modifizierter System vorteilhaft. Weitere Studien z. B. zum CyberKnife sind wünschenswert. Insgesamt ist die Studienlage insbesondere für das deutsche Gesundheitssystem sehr mangelhaft