Bestrahlungsplanung für bewegte Zielvolumina in der Tumortherapie mit gescanntem Kohlenstoffstrahl
Bei der Kohlenstoff-Tumortherapie an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) werden Bestrahlungen mit dem Rasterscanverfahren durchgeführt. Bisher werden nur statische Tumore bestrahlt. Für Tumore, die sich während der Bestrahlung bewegen, ergeben sich Wechselwirkungen mit der dynamischen St...
| Summary: | Bei der Kohlenstoff-Tumortherapie an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) werden Bestrahlungen mit dem Rasterscanverfahren durchgeführt. Bisher werden nur statische Tumore bestrahlt. Für Tumore, die sich während der Bestrahlung bewegen, ergeben sich Wechselwirkungen mit der dynamischen Strahlapplikation, die die Konformität und Homogenitüt der geplanten Dosisverteilung zunichte machen. Um solche Wechselwirkungen zu vermeiden, soll der Strahl der Tumorbewegung nachgeführt werden. Das Konzept wurde als Prototyp erfolgreich umgesetzt [Grözinger, Dissertation TU Darmstadt, 2004]. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das GSI-Bestrahlungsplanungssytem erweitert, um Dosisberechnung und Bestrahlungsplanung für atembewegte Tumore basierend auf zeitlich aufgelösten Computertomographien (4D-CT) zu ermöglichen. Dabei werden unter anderem Kompensationsparameter für bewegungskompensierte Bestrahlungen berechnet. Die Erweiterungen des Bestrahlungsplanungssystems wurden experimentell über Filmmessungen validiert. Anhand von Bestrahlungsparametern und Filmbewegung wurden Schwärzungsverteilungen berechnet und mit den experimentellen Daten verglichen. Die Übereinstimmung zwischen Messungen und Rechnungen war gut. Basierend auf klinischen 4D-CT-Daten wurden verschiedene Techniken zur Bestrahlung von Lungentumoren verglichen: Mehrfache, unterbrochene und bewegungskompensierte Bestrahlung gewährleisten die geplante Dosisbelegung des Tumors. Im Vergleich zu Bewegungskompensation werden unter Mehrfachbestrahlung sowohl eine 40% höhere Dosis im gesunden Lungengewebe deponiert als auch der steile Dosisgradient aufgeweicht. Bei unterbrochener Bestrahlung erhöht sich im Vergleich zu Bewegungskompensation die mittlere Lungendosis um 15% und es wird etwa die 2.5-fache Bestrahlungszeit benötigt. |
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