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Das Forschungszentrum für Hochpräzisionsbestrahlung Tübingen

Das Forschungszentrum für Hochpräzisionsbestrahlung Tübingen. Sektion für Biomedizinische Physik, Universitätsklinik für Radioonkologie Tübingen. Hintergrundinformationen. Zielsetzung:

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Das Forschungszentrum für Hochpräzisionsbestrahlung Tübingen

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Presentation Transcript

  1. Das Forschungszentrum für Hochpräzisionsbestrahlung Tübingen Sektion für Biomedizinische Physik, Universitätsklinik für Radioonkologie Tübingen

  2. Hintergrundinformationen • Zielsetzung: • Durch die Entwicklung der Intensitätsmodulierten Strahlentherapie (IMRT) in den letzten Jahren wurden die Grundlagen geschaffen, viele Krebserkrankungen durch Bestrahlung zu heilen. • Um die Forschung hin zur bildgestützten, adaptiven Therapie und deren klinischer Umsetzung fortzusetzen, wurde das FZH Tübingen gegründet. • Gerätetechnische Ausstattung: • Zwei dedizierte IMRT-Linearbeschleuniger mit on-line Volumenbildgebung Elekta Synergy • Ein Onkologie-Computertomograf für zeitaufgelöste Bildgebung • Ein OP mit Magnetresonanztomograph und Zugang zu Beschleunigern für intra-operative Strahlentherapie

  3. Was ist IMRT ? IMRT: Intensität der Felder wird für Zielvolumenund zur Schonung der Risikoorgane optimiert Konformale Strahlentherapie: Feldform wird an das Zielvolumenangepasst Dosisoptimierungmit Applikation mit computergesteuerten Lamellenblenden

  4. Hypothese: Intensitätsmodulierte Strahlentherapie ist nicht ein Wert an sich, sondern ein Werkzeug für bessere Therapie…

  5. FDG PET FMISO PET … die nur durch bessere Umsetzung von Bildinformationzur Planung und bildgestützte Therapiekontrolle erreicht werden kann MRI 4D CT

  6. Erweiterungen des Patientenmodells • Um zeitliche Veränderungen der Anatomie4D-IGRT (image-guided RT)interfraktionelle Organdeformation intrafraktionelle Organdeformation • Um funktionelle Information der Gewebefunctional-IGRT PET-CT Hypoxie-Dose Painting fMRT • Um die Kompensation von Abweichungen von der geplanten BehandlungART (adaptive RT) online-Bildgebung + Lagerungskontrolle

  7. Interfraktionelle Organdeformationen Patientenstudie mit bis zu 10 CT Bilddatensätzen: Bewegung vonProstata (rot) und Rektum(orange) Gefahr von Fehlbestrahlungen, falls die Beweglichkeitunterschätzt wird

  8. Interfraktionelle Organdeformationen Deformierbare Patientenmodelle:Extraktion der Bewegungsmoden aus multiplen Bilddaten Dominante Bewegungder Prostata und desRektums. Diese Information kannfür die Dosisoptimierunggenutzt werden.

  9. Optimale Dosisverteilungunter Einbeziehung der Organdeformationmit Voxeltracking Probabilistische Optimierung: welches ist die im Mittel aller Fraktionen besteDosisverteilung? Kompensationsgebiet (Prostata-IGRT gefördert durch die Deutsche Krebshilfe)

  10. Intrafraktionelle Organdeformationen 4D-CT Volumendatensätze mit hoher Auflösung: Mittelung der Dosis in jeder Fraktion durch AtmungsbewegungBestrahlung ohne Atemanhalten G.Mageras, MSKCC

  11. Deformationsmodelle zur Bestrahlungsplanung

  12. Erweiterungen des Patientenmodells • Um zeitliche Veränderungen der Anatomie4D-IGRT (image-guided RT)interfraktionelle Organdeformation intrafraktionelle Organdeformation • Um funktionelle Information der Gewebefunctional-IGRT PET-CT Hypoxie-Dose Painting fMRT • Um die Kompensation von Abweichungen von der geplanten BehandlungART (adaptive RT) online-Bildgebung + Lagerungskontrolle

  13. Functional-IGRT: Dose Painting Funktionelle Information beeinflusst Dosisverteilung (Hypoxie-IGRT gefördert durch die DFG) FDG FMISO

  14. Hypoxie ? InsensitivesGebiet ? Dosis-eskalation Voraussetzung für die Bestrahlungsplanung: morphologische Information, präzise Bildfusion = PET-CT

  15. MR Metabolismus Pathologie Citrat/CholinSpektroskopie MR Physiologie Cho Cit Cho Cit Cr Cit Cho MR Spektroskopie für Prostatakrebs HP Schlemmer & M. Lichy Rad Diagn. UKT

  16. Für Prostata: 11C-Cholin-PET, MRI + MRS F. Paulsen, UKT 11C Cholin PET CT MRT IMRT Dosis Verschreibung: segmentiertes fPTV = 88 Gy bildgestütztes RT-PTV = 74 Gy Toxizität für IGRT-Rektum und Blase wie Standardbehandlung

  17. Erweiterungen des Patientenmodells • Um zeitliche Veränderungen der Anatomie4D-IGRT (image-guided RT)interfraktionelle Organdeformation intrafraktionelle Organdeformation • Um funktionelle Information der Gewebefunctional-IGRT PET-CT Hypoxie-Dose Painting fMRT • Um die Kompensation von Abweichungen von der geplanten BehandlungART (adaptive RT) online-Bildgebung + Lagerungskontrolle

  18. Automatische Auswertung von Portal Images für nicht-starre Lagerungsfehler... online Bildgebungund Lagerungskorrektur Hochaufgelöste PI DRR

  19. Credo: Der Erfolg der Strahlentherapie lässt sich nur durch Bildgebung verbessern

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