MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
tatsächlich applizierter Dosis in die Therapieplanung zurückgeführt
werden und so zu einer weiteren Verbesserung
der Strahlentherapie im Körperstammbereich führen. Erste
Ansätze zur zeit-adaptierten inversen Planung wurden
im Berichtszeitraum entwickelt and anhand theoretischer
Modelle evaluiert [21].
Für die Therapieverifikation ist uns erstmals in einem Experiment
mit einem Rando-Alderson Phantom gelungen die
Absolutdosis eines IMRT Plans mit einem electronic portal
imager device (EPID) durch Transitdosimetrie zu verifizieren
[23]. Diese Arbeit, bei der die ‚Patienten-Geometrie’
durch eine MV-Computertomographie mit dem Strahl des
Linearbeschleunigers rekonstruiert wurde, beruht auf einem
verbesserten Verfahren zur Korrektur, der im Patienten
erzeugten Streustrahlung. Die Entwicklung und
Evaluierung dieses Verfahrens im Rahmen einer Diplomarbeit
[24] wurde im Jahr 2002 mit dem Vortragspreis der
DGMP ausgezeichnet.
Publikationen (* = externer Koautor)
[1] Münter MW; Thilmann C; Hof H*; Didinger B*; Rhein B; Nill S;
Schlegel W; Wannenmacher M*; Debus J: Stereotactic intensity
modulated radiation therapy and inverse treatment planning for
tumors of the head and neck region: clinical implementation of
the step and shoot approach and first clinical results. Radiotherapy
and Oncology, 66(3) (2003) 313-321.
[2] Münter MW; Nill S; Thilmann C; Hof H*; Höss A; Häring P;
Partridge M; Manegold C*; Wannenmacher M*; Debus J: Stereotactic
intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and inverse
treatment planning for advanced pleural mesothelioma. Feasibility
and initial results. Strahlentherapie und Onkologie, 179(8)
(2003) 535-541.
[3] Thieke C, Multicriteria Optimization in Inverse Radiationtherapy
Planning, Dissertation, Universität Heidelberg, Fakultät
für Physik und Astronomie, 2003
[4] Janisch E, Optimization of IMRT: Feasibility studies with enhanced
objective functions, Diplomarbeit, Universität Heidelberg,
Fakultät für Physik und Astronomie, 2003
[5] Oelfke U, Siemer N, Nill S, Inverse treatment planning based
on EUD: analyzing first order biological effects, Medical Physics
29 (6), pp. 1284 , 2002
[6] Siemer N, Inverse Planning with EUD based Objective Functions,
Diplarbeit, Universität Heidelberg, Fakultät für Physik und
Astronomie, 2002
[7] Thieke C, Bortfeld T*, Niemierko A*, Nill S: From physical
dose constraints to equivalent uniform dose constraints in inverse
radiotherapy planning. Medical Physics, 30(9) (2003)
2332-2339.
[8] Scholz C, Schulze C, Oelfke U, Bortfeld T*: Development and
clinical application of a fast superposition algorithm in radiation
therapy. Radiotherapy and Oncology, 69(1) (2003) 79-90.
[9] Scholz C, Nill S, Oelfke U: Comparison of IMRT optimization
based on a pencil beam and a superposition algorithm. Medical
Physics, 30(7) (2003) 1909-1913.
[10] Thieke C, Nill S., Oelfke U and Bortfeld T*, Acceleration of
IMRT dose calculation by importance sampling of the calculation
matrices’, Medical Physics, Vol. 29 (5), pp. 676 - 681, 2002
[11] Tücking, T, Nill, S, Thilmann, C*, Oelfke, U : Application of a
new exterrnal MMLC for high precision IMRT - a feasibility study.
Radiotherapy and Oncology, 68 (Sup1) (2003) S75.
[12] Tücking T, Nill S, Oelfke U: IMRT-application with an add-on
MMLC, Journal of Applied Clinical Medical Physics, 4(4) (2003)
282-286.
[13] Oelfke U, The potential of charged particle beams in conformal
radiation therapy, Shaker Verlag, ISBN3-8265-9834-2, 125
S., 2002
Abteilung E040
Medizinische Physik in der Strahlentherapie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
[14] Nill S, Bortfeld T, Oelfke U: Inverse Planning of Intensity
Modulated Proton Therapy, Zeitschrift für Medizinische Physik, 14
(1) (2004) 35-40
[15] Szymanowski H, Oelfke U: CT calibration for two-dimensional
scaling of proton pencil beams. Physics in Medicine and Biology,
48 (7) (2003) 861-874.
[16] Szymanowski H, Oelfke U: Two-dimensional pencil beam scaling:
an improved proton dose algorithm for heterogeneous media.
Physics in Medicine and Biology, 47 (2002) 3313-3330.
[17] Oelfke U, Bortfeld T: Optimization of physical dose distributions
with hadron beams: Comparing photon IMRT with IMPT.
Technology in Cancer Research & Treatment, 2 (2003) 401-412.
[18] Wilkens JJ, Oelfke U: Analytical linear energy transfer calculations
for proton therapy. Medical Physics, 30 (2003) 806-815.
[19] Wilkens JJ, Oelfke U: RBW in der inversen Bestrahlungsplanung:
ein neuer Optimierungsansatz für die Protonentherapie.
In: Medizinische Physik 2003. Hrsg.: W. Semmler, L. Schad.
Heidelberg: DGMP, (2003) 236-237.
[20] Olofsson L*, Xiangkui M*, Nill S, Oelfke U, Zackrisson B*,
Karlsson M*, Optimized energy modulated radiotherapy with
electrons, Radiotherapy and Oncology, Vol. 64, pp. S52, 2002
[21] Unkelbach, J, Oelfke, U: Inclusion of stochastic organ movements
in IMRT treatment planning. Radiotherapy and Oncology,
68 (Sup1) (2003) S101.
[22] Partridge M, Ebert M, Hesse BM, IMRT verification by three
dimensional dose reconstruction from portal beam measurements,
Medical Physcis 29(8), pp. 1847 -1858, 2002
[23] Kyas I, Partridge M, Hesse BM, Oelfke U, Schlegel W,
Validierung eines Verfahrens zur Korrektur der Streustrahlung bei
der IMRT-Verifikation mit Hilfe eines Portal Imaging Systems,
Tagungsband des DGMP/ÖGMP, SGSMP Meetings, ISBN 3-
925218-75-0, Gmunden, August 20
Biologische Modelle (E0402)
S. Levegrün, M. Becker, K. Borkenstein, I. Kyas
In Zusammenarbeit mit: Dr. A. Jackson, Dr. C.C. Ling, Department
of Medical Physics, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center,
New York, USA; Dr. M.J. Zelefsky, Dr. Z. Fuks, Dr. S. Leibel,
Department of Radiation Oncology, Memorial Sloan-Kettering
Cancer Center, New York, USA; Prof. Dr. Dr. Jürgen Debus, Dr.
H. Hof, Dr. P. Peschke, Klinische Kooperationseinheit Strahlentherapeutische
Onkologie, E050, DKFZ; PD Dr. M. Essig, Abteilung
Radiologie, E010, DKFZ
Drittmittel: DFG: 1 Stelle (BAT IIa)
Mit der zunehmenden klinischen Einführung konformaler
Bestrahlungstechniken, wie der intensitätsmodulierten
Radiotherapie (IMRT), ist die Strahlentherapie in der Lage,
hochpräzise Dosisverteilungen zu erzeugen. Diese Techniken
haben zum Ziel, den Tumor mit einer möglichst hohen
Dosis zu bestrahlen und gleichzeitig das umliegende Normalgewebe
weitgehend zu schonen. Es ist Aufgabe des
Strahlentherapeuten, für jeden Patienten diejenige Dosisverteilungen
zu finden, die einen sinnvollen Kompromiss
zwischen hoher Tumorkontrollwahrscheinlichkeit (TCP) und
niedriger Komplikationswahrscheinlichkeit (NTCP) darstellt.
Diese Entscheidung wird bisher aufgrund klinischer Erfahrungen
mit Toleranzdosen und Volumeneffekten getroffen.
Die biologische Modellierung versucht, diese Erfahrungswerte
durch eine modellhafte Beschreibung der Reaktion
von Tumoren und Normalgewebe auf Bestrahlung zu ergänzen.
Die Quantifizierung des biologischen Effektes einer
gewählten physikalischen Dosisverteilung soll für jeden
einzelnen Patienten eine Vorhersage über die erreichbare
Tumorkontrolle und die induzierten Nebenwirkungen erlauben.
Computergestützte Simulationen, die auf klinisch
validierten biologischen Modellen aufbauen, sollen den
Therapeuten in der Bestrahlungsplanung unterstützen.