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3 Strahlentherapie

3 Strahlentherapie Abbildung 3.3: Kumulatives Dosis-Volumen-Histogramm eines Prostata Bestrahlungsplanes (rot=Prostata/ grün=Rektum) mit Markierungen zum Ablesen der Minimalund Maximaldosis [4]. ist, die gewünschte Dosis im Zielvolumen zu applizieren, ohne die Grenzwerte der Risi- kostrukturen zu überschreiten. Die Lösung sind intensitätsmodulierte Felder. Einen solchen Plan kann ein Medizinphysiker nicht mehr allein lösen. Die dabei auftretenden Vorgänge sind so komplex, dass er sie nicht in einer annehmbaren Zeit rechnen kann. Die Erstellung solcher Pläne geschieht mit Hilfe der inversen Bestrahlungsplanung an leistungsstarken Computern. Das Vorgehen des Planers ist nun entgegengesetzt zur konventionellen Planung. Zu Beginn werden auch CT Bildsätze eingelesen und PTV und Risikoorgane gekennzeichnet, jedoch endet hier die Gemeinsamkeit. Danach wird die gewünschte Mindest- bzw. Maximaldosie- rung in Form von Dosisvorgaben (Constraints) angegeben. Das sind die Toleranzbereiche der Dosis, die Bestandteil der DVHs sind, und als Bedingung für die Planung zugrunde liegen. Genauso gilt es auch für die Normal- und Risikogewebe. Nun versucht das Planungs- programm durch Erstellung der Feldfluenzen die bestmögliche Dosisverteilung zu erzielen, also Näherungslösungen zu 100% Dosis im PTV und 0% in den Risikoorganen. Die Anzahl der Felder liegt dabei in der Regel zwischen 5 und 10. Bei weniger als 5 sinkt die Dosis- konformität, bei mehr als 10 wird die Behandlungsdauer zu lang [4]. Die einzelnen Felder werden nicht mehr als ganzes, sondern als einzelne Beamlets 2 betrachtet, wobei sich für je- des Beamlet eine eigene Intensität definiert. Unter anderem erreicht man dadurch sehr steile Dosisgradienten an den Volumengrenzen. Oft tritt der Fall ein, dass ein geplantes Feld die größentechnische Machbarkeit überschreitet. In diesem Fall teilt es das TPS automatisch in zwei Felder auf. So entstehen mehr als 10 Felder, wie es in den meisten in dieser Arbeit in Betracht gezogenen Plänen vorkommt. 2 kleine Teilfelder des Bestrahlungsfeldes 18

3 Strahlentherapie Da bei der inversen Planung meist schon ein gutes Ergebnis herauskommt, erspart man sich die iterative Optimierung, wie es bei der konventionellen Planung der Fall ist. Gegebe- nenfalls kann der Planer einzelne Parameter verbessern. Zur Optimierung werden oft noch Hilfsstrukturen eingesetzt, die dem Medizinphysiker bei der Dosisbestimmung gewisser Vo- lumina helfen, indem er auch da die Dosisvorgaben angibt. Ergebnis ist eine Fluenzmatrix für jedes einzelne Feld des Planes, wobei jedes Feld die Matrix der unterschiedlich gewichteten Beamlets ist. Die Übertragung der Fluenzmatrizen auf die Steuerung des MLCs wird durch einen Segmentierer realisiert. 3.2.1 Technische Umsetzung In der angewandten intensitätsmodulierte Therapie gibt es zwei Verfahren. Das eine ist das „Step and Shoot“ Verfahren [7]. Hier wird das Feld in mehrere, den Dosisverläufen entspre- chende Segmente aufgeteilt. Die MLC-Blenden fahren jedes Segment an und bestrahlen es anschließend. Jedes Teilfeld liefert nur einen Teil der Gesamtfelddosis und nur durch die Addition aller erreicht man die Modulation des eigentlichen Bestrahlungsfeldes. Das zweite Verfahren heißt „Sliding Window“ und ist dynamisch [9]. Hierbei verfahren die Lamellen während des Bestrahlungsvorganges. Dadurch, dass jede Blende ihren eige- nen Bewegungsablauf besitzt und dementsprechend gegenüber den anderen schneller oder langsamer fährt, erreicht man die geplante Fluenzmodulation. Abgesehen von den höheren Anforderungen an Rechner, Beschleuniger und MLC erweist sich dieses Verfahren als güns- tiger, da es wesentlich schneller durchführbar ist. Alle intensitätsmodulierten Therapiepläne in dieser Arbeit sind mit diesem Verfahren bestrahlt worden. Abbildung 3.4: Sliding Window Technik [10] 19

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