Strahlentherapie des Mediastinalen Hodgkin-Lymphoms

Material und Methoden
PTV und umgebendem Gewebe ist sehr hoch. Daher führt gerade bei neueren Techniken eine
Ungenauigkeit in der Darstellung der Dosisverteilung rasch zu einer möglichen Unterdosierung
des Tumorrands und somit zum potentiellen Verlust der Tumorkontrolle.
Früher wurde die Dosisberechnung manuell vorgenommen und barg ein hohes Maß an
Ungenauigkeit. Seit den 60er Jahren kann sie computergestützt durchgeführt werden, wobei
dieses Verfahren jedoch erst während der 70er und 80er Jahre breitere Anwendung fand. Die
dreidimensionale Berechnung löste hierbei die zweidimensionale ab. Außerdem kann seit Beginn
der Computerplanung die Betrachtung von Primär- und Streustrahlung voneinander getrennt
werden, woraus eine genauere Dosisberechnung resultiert. Die Summierung des Primäranteils
sowie aller Streubeträge zu einer Gesamtdosis wird heutzutage in der Regel durch Superposition
vorgenommen, also mathematisch durch eine Faltung der von einer Quelle ausgehenden
Strahlungsfluenz mit einer Funktion (sog. Faltungskern, engl.: kernel) (Nüsslin und Richter,
2009).
Am häufigsten werden im klinischen Alltag Pencil Beam- oder Collapsed Cone-Algorithmen zur
Dosisberechnung benutzt. Der sog. Monte Carlo-Algorithmus ist noch nicht sehr verbreitet.
Pencil Beam
Der Pencil Beam-Algorithmus basiert auf der (zweidimensionalen) Faltung von vielen schmalen
Strahlen, um deren Zentralachse jeweils ein Dosiskern im Gewebe entsteht. Die Amplitude der
Strahlen nimmt mit zunehmender Tiefe ab, wohingegen die laterale Streuung zunimmt. Zunächst
wird eine Primärfluenz berechnet, die der Amplitude der einzelnen Strahlen entspricht. Diese wird
(abgesehen von Eigenschaften des Strahlenkopfes) zunächst nur von der Patientenoberfläche
bestimmt. Die Sekundärfluenz wird dann nach Berechnung des Schwächungs- sowie
Streuungsverhaltens des Strahls bestimmt. Inhomogenitäten in Richtung der Strahlen werden bei
der Darstellung des Streukerns berücksichtigt, dahingegen basiert die Berechnung der lateralen
Abschwächung und Streuung auf Berechnungen an einem Wasserphantom (also mit der Dichte
von Wasser). Die finale Dosisverteilung kann durch Addierung aller einzelnen Dosiskerne
(Superposition) berechnet werden (Abb. 6).
Ein großer Vorteil der Pencil Beam-Berechnung ist die geringe Rechenzeit, ein Nachteil dagegen
die inkorrekte Einschätzung des Algorithmus bei starken Inhomogenitäten in lateraler Richtung,
z.B. bei Lufteinschlüssen (Ahnesjö et al., 1992).
Aufgrund der Schnelligkeit war er bisher im klinischen Alltag weit verbreitet und wurde von
vielen Planungssystemen als Standard-Algorithmus benutzt. Für beide in der vorliegenden Studie
benutzten Planungssysteme (s.u.) war Pencil Beam als Algorithmus verfügbar.
Collapsed Cone
Die Streukerne beim Collapsed Cone-Verfahren haben nicht die Form eines schmalen Strahls wie
beim Pencil Beam-Algorithmus, sondern einer kleinen Keule. Die Primärfluenz wird hierbei nicht
nur an der Patientenoberfläche bestimmt, sondern im kompletten betrachteten Volumen. Die
Dosisberechnung beim Collapsed Cone-Verfahren beruht dann auf der dreidimensionalen Faltung
der einzelnen Streukerne. Wie beim Pencil Beam-Verfahren wird auch hier die finale
Dosisverteilung durch Superposition der Dosisbeiträge aller Streukerne berechnet (Abb. 6).
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