MDCK-MRP2 - Dkfz

Forschungsschwerpunkt E
Innovative Krebsdiagnostik und -therapie
Anwendung von neuen Methoden in der
Strahlentherapie (E0408)
G. Hartmann, F. Föhlisch, R. Hofmann, E. Wehrwein
Kooperationen
Prof. J. Debus, Radiologische Klinik der Universität Heidelberg;
PD P. Huber, Klinische Kooperationseinheit Strahlentherapeutische
Onkologie des DKFZ; Dr. Hörandl, Universität und Forschungszentrum
Karlsruhe, Institut für Kernphysik; Sánchez-
Doblado F, Hospital Universitario Virgen Macarena, Radiofísica,
Sevilla, Spanien
Die Arbeitsgruppe befaßt sich in enger Zusammenarbeit
mit anderen Arbeitsgruppen der Abteilung mit der Weiterentwicklung
und der klinischen Anwendung von neuen
Methoden in der Strahlentherapie.
Einzelne Projekte sind:
a) Qualitätssicherung in der Dosimetrie
Die Möglichkeiten für eine hochpräzise und standardisierte
Messung der Wasser-Energiedosis haben sich in den letzten
Jahren sehr verbessert. In Deutschland sind entsprechende
normative Regeln in DIN 6800-2 festgelegt. Die
Internationale Atomenergiebehörde in Wien hat einen
neuen „Code of Practice“ zur Bestimmung der Energiedosis
in der externen Strahlentherapie herausgegeben (TRS-
398). Ziel ist es, diese Standards in einer klinischen Umgebung
zu implementieren, zu testen und, falls erforderlich,
zu einer weiteren Verbesserung insbesondere bei einzelnen
Korrektionsfaktoren sowie in der praktischen Anwendbarkeit
beizutragen.
TRS 398
Dieser CoP beansprucht für sich, die Anforderungen an ein
systematisches und international vereinheitlichtes Verfahren
zur Kalibrierung von Ionisationskammern, sowie zu deren
Anwendung zur Bestimmung der Wasser-Energiedosis
in therapeutischen Bestrahlungsfeldern zu erfüllen. Es war
daher notwendig, sowohl Verfahren als auch Ergebnisse
zu vergleichen, die gemäß diesem Dokument und die nach
der Deutschen Norm gewonnen werden. Ein Vergleich
wurde bei 6 MV und 15 MV Photonen, sowie bei 12 MeV
und 18 MeV Elektronen durchgeführt. Obwohl eine ganze
Reihe von Unterschieden, insbesondere bei den
Feldstörungs-Korrektionen, festgestellt werden kann, liegen
die Übereinstimmung in den Ergebnissen der Dosisbestimmung
letztlich innerhalb des zugehörigen
Unsicherheitsbereichs [11,19].
DIN 6800-2
Im Vergleich zur TRS 398 sollte die Deutschen Norm in
einigen Punkten verbessert werden: (a) die praktische
Anwendung für den Anwender in der Klinik kann erleichtert
werden, (b) neuere Daten zur Dosisbestimmung sollten
berücksichtigt werden, und (c) ein besserer Anschluß
an internationale Empfehlungen sollte angestrebt werden.
Die Mitarbeit im zugehörigen DIN Arbeitskreis hat die Berücksichtigung
der genannten Punkte zum Ziel.
Dosimetrie unter Nicht-Referenzbedingungen
Die Ionisationskammerdosimetrie in der Stereotaxie oder
IMRT weicht üblicherweise erheblich von den Messbedingungen
der Standarddosimetrie ab. Es sind daher Abweichungen
zwischen gemessener und tatsächlicher Dosis
zu erwarten. Abweichungen wurden quantitativ untersucht
[18,20]
Abteilung E040
Medizinische Physik in der Strahlentherapie
b) Einführung von motorisch getriebenen und
computergesteuerten Lamellenblenden in die
klinische Anwendung
Die Entwicklung von motorisch betriebenen und computerkontrollierten
Lamellenblenden (Multi-Leaf-Collimator,
MLC) hat ganz wesentlich die Realisierung neuer,
dosiskonformierender Bestrahlungstechniken ermöglicht.
Beispiele sind die konformale Strahlentherapie und insbesondere
die intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT),
die überwiegend auf der Verfügbarkeit von geeigneten
MLC-s beruht. Aufgabe ist es, die in der Abteilung oder in
Zusammenabeit mit der Abteilung entwickelten MLCs
dosimetrisch zu charakterisieren, einer Qualitätskontrolle zu
unterziehen und sie in die klinische Testphase zu bringen.
- Mittelfeld MLC (Firma MRC, jetzt Siemens) [7]
- Mittelfeld MLC des DKFZ (mit beweglicher Leaf-
Kantenverstellung)
- Prototyp eines MLC für große Felder (bis 40 x 40 cm2 )
c) Entwicklung von Vielkanal-Detektorsystemen
zur dreidimensionalen Dosimetrie
Die neuen Bestrahlungstechniken sind komplex in ihrem
zeitlichen Ablauf, die klinische Anwendung erfordert häufig
die Überprüfung der geplanten dreidimensionalen Dosisverteilung
vor der Behandlung des Patienten (Dosisverifikation).
Wünschenswert sind Viel-Kanal-Systeme, die
Dosisbestimmungen an mehreren Orten gleichzeitig zulassen.
Unser Ansatz ist es, eine segmentierte Flüssigkeitsionisationskammer
hierfür einzusetzen. Vorteil dieser
Methode ist es, daß (a) eine Segmentierung bis in den
Millimeterbereich noch eine genügend hohe Signalausbeute
liefert und (b) zweidimensionale Detektorarrays in einfacher
Weise in einem dreidimensionalen Stapel angeordnet
werden können (3D Detektor). Ziel ist die Entwicklung
eines Prototyps mit automatisierter Meßwerterfassung sowie
von effizienter Software, die in real-time einen vollständigen
Vergleich zwischen der gemessenen und der
berechneten Dosis ermöglicht.
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Kerntechnik, FZ
Karlsruhe, wurde eine segmentierte zweidimensionale Flüssigkeitsionisationskammer
konstruiert, deren Segmentierung
an die Lamellenbreite eines Mittelfeld-MLC angepaßt wurde.
Parallel dazu wurde ein Multikanal-Auslesesystemen mit
500 Kanälen entwickelt, das eine vollständige und simultane
Ladungsmessung aller Kanäle in Schritten von 100 msec
erlaubt. Ein erster Prototyp lieferte bereits vielversprechende
Ergebnisse [10].
d) Strahlenreaktionen nach Radiochirurgie am
Tiermodell.
Bei der Strahlentherapie im Kopf-Hals-Bereich stellen mögliche
späte Strahlenschäden im Gehirn und am Rückenmark
ein großes Risiko dar. Besonderes kritisch ist dabei die
Entstehung von Nekrosen. Zur Abschätzung und Minimierung
dieses Risikos muß deren Abhängigkeit von der Dosis
und von anderen Bestrahlungsparametern gut bekannt
sein. Dies hat uns veranlaßt, die Dosis-Wirkungsbeziehung
an einem Tiermodell zu untersuchen. Der Vorteil bei einem
Tiermodell ist, daß eine Dosiswirkungsbeziehung quantitativ
und mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.
Ziel ist es, zunächst eine Referenzbeziehung zu etablieren
um dann den Einfluß von anderen Bestrahlungsparametern,
wie z.B. eine veränderte Fraktionierung oder Strahlenart
(Photonen, 12 C-Ionen) zu bestimmen zu können.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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