4D Medical Image Computing zur bildbasierten Risikoabschätzung in der Strahlentherapie bewegter Tumoren

2. Förderphase des DFG-Projektes „4D Medical Image Computing zur modellbasierten Analyse atmungsbedingter Tumor- und Organbewegungen“

Atmungsbedingte Bewegungen von Organen und Tumoren sind ein zentrales Problem der Strah-lentherapie abdominaler und thorakaler Tumoren. In den vergangenen Jahren sind verschiedene Techniken zur expliziten Berücksichtigung der Atembewegungen während der Strahlentherapie entwickelt worden. Klinisch eingesetzt werden z. B. Verfahren, bei denen der Tumor nur zu bestimmten Atemphasen des Patienten bestrahlt wird (Gating, atemgetriggerte Bestrahlung). Um die Atemphase zu ermitteln, werden oftmals externe Atemsignale bzw. Bewegungsindikatoren (z. B. Bauchgurte, Laser- oder kamerabasierte Abtastung der Haut) gemessen. Diese sind allerdings nur Surrogate bzw. Indikatoren der tatsächlichen Tumorbewegungen. Vor dem Hintergrund individueller intra- und interfraktioneller Variationen von Atemmustern ist es erforderlich zu untersuchen, inwieweit die Bewegungsindikatoren verlässlich zur Prädiktion der Tumorbewegung verwendet werden können.

Anhand von 4D-CT- und 4D-MRT-Bilddaten werden in diesem Projekt die Auswirkungen der intra- und interfraktionellen Bewegungsvariabilität auf die applizierte Dosisverteilung untersucht und die Eignung verschiedener Bewegungsindikatoren zur Prädiktion der Tumorbewegung für die atemgetriggerte Bestrahlung systematisch untersucht. Ziel des Projekts ist eine Risikoabschätzung für den Einsatz der verschiedenen Bewegungsindikatoren. Auf Grundlage der Risikoabschätzung sollen Strategien zur Optimierung und Kombination von Indikatoren entwickelt werden (Abb. 1).

Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert (HA 2355/9-2).


Abb. 1: Untersuchung der Korrelation zwischen Haut- und Lungentumorbewegung. Rot sind Regionen hoher, grün Regionen niedriger Korrelation dargestellt. Als exemplarischer Bewegungsindikator wurde hier ein Linienlaser betrachtet und anhand der Analyseresultate eine bildbasierte und patientenspezifische Optimierung der Positionierung des Lasers durchgeführt; die idealen Linienpositionen sind eingezeichnet.

Projektteam:

M.Sc. Matthias Wilms
Dipl-Inf. Dipl.-Phys. René Werner

Dr. Jan Ehrhardt
Prof. Dr. Heinz Handels

Kooperationspartner:

Prof. Dr. H.-P. Schlemmer, Dr. M. Eichinger / Dr. R. Floca
Abteilung Radiologie / AG Software development for Integrated Diagnostic and Therapy
Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) Heidelberg

Prof. Dr. Dr. J. Debus, Dr. Dr. C. Thieke
Klinik für Radio-Onkologie und Strahlentherapie
Universitätsklinikum Heidelberg

Prof. Dr. C. Petersen, Dr. F. Cremers
Klinik und Poliklinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)

 

 

 

 

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Erstellt am 24. Januar 2012 - 12:16 von Kulbe. Zuletzt geändert am 21. Februar 2012 - 10:31.

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