Bildgestützte Hochpräzisionsstrahlentherapie (Prof. Dr. med. Esther Troost)

Abbildung 1: Quantitative 3T MR Bilder eines Patienten mit Grad III Gliom aufgenommen nach Resektion und vorheriger adjuvanter Strahlentherapie (mit freundlicher Genehmigung von: Dr. Felix Raschke).

Abbildung 1: Quantitative 3T MR Bilder eines Patienten mit Grad III Gliom aufgenommen nach Resektion und vorheriger adjuvanter Strahlentherapie (mit freundlicher Genehmigung von: Dr. Felix Raschke).

Der Schwerpunkt der Forschungsgruppe liegt bei der Analyse und anschließenden klinischen Umsetzung von 3D- und 4D-Bildgebungstechniken für die Hochpräzisionsstrahlentherapie von bewegten Zielen sowie der Bildgebung für die Bewertung der Toxizität im Normalgewebe.

Darüber hinaus erforscht die Gruppe geeignete Marker für eine verlässliche Tumorlokalisation im Verlauf der fraktionierten Bestrahlung mit Photonen und Protonen. Im Zeitalter der Hochpräzisionsstrahlentherapie-Techniken (VMAT, IMRT) ist es entscheidend, die genaue Ausdehnung des Tumors mittels anatomischer (CT und MRI) und funktioneller (MRI und PET) Bildgebung zu bestimmen. Die vor Ort verfügbaren PET-CT und PET-MR Scanner als auch das Zyklotron für die PET-Tracer Produktion am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf schaffen einen einzigartigen Rahmen für die Erforschung neuer Horizonte.

Basierend auf der Bildgebung, die in der diagnostischen Phase, zum Zwecke der Bestrahlungsplanung oder während des Behandlungsverlaufes erhalten wird, untersucht die Forschungsgruppe neue prognostische oder prädiktive Marker für die Tumorkontrolle, den Behandlungsausgang und die Behandlungstoxizität. In Zusammenarbeit mit externen Partnern werden ”Radiomics”-basierte Ansätze an Datensätzen von Patienten mit Kopf-Hals- und Lungenkrebs angewandt. Anatomische und funktionelle Bildgebungsmodalitäten werden unter Verwendung von hochentwickelten Bildanalyse-Werkzeugen auf ihr Potential abgeschätzt, Normalgewebetoxizität oder den Rückgang von Gehirntumoren nach Bestrahlung nicht-invasiv zu erfassen.

Zukünftige Projekte und Ziele:

Im letzten Jahrzehnt haben sich mehrere Forschungsgruppen mit der ausreichenden Abgrenzung des Tumor-Gesamtvolumens in der Bildgebung und der Berechnung von Sicherheitsbereichen für die Zielvolumenabdeckung während der fraktionierten Bestrahlung, die in der Planung von Zielvolumen resultiert, befasst. In Zusammenarbeit mit mehreren lokalen und nationalen Instituten werden wir mit der ausführlichen Abschätzung der mikroskopischen Tumorausweitung von soliden Tumoren sowohl vor und als auch nach neoadjuvanter Strahlen(chemo)therapie beginnen. Es wird erwartet, dass diese Information die Definition des klinischen Zielvolumens (CTV) und dadurch die Zielabdeckung verbessert und somit zu einem besseren Behandlungsausgang bei Verabreichung von adaptiven Photonen- oder Partikelbestrahlung führen könnte.

Abbildung 2: Protonenstrahl-Behandlungsplan eines Patienten mit einem cT4N1M0 Adenokarzinom der Bauchspeicheldrüse mit dem CTV (rot ausgefüllt), drei implantierten Goldmarkers (Gold AnchorTM; blaue Kreise) und Isodosenlinien (Anteil der verschriebenen Gesamtdosis von 50,4 Gy; ventrodorsal entgegengesetzte Felder) (mit freundlicher Genehmigung von: Sarah Stefanowicz).